Ранняя диагностика инфекций у недоношенных детей с помощью геномного анализа в реальном времени

gene
                Кредит: CC0 Public Domain

Ученые и клиницисты в Норвичском исследовательском парке разработали новый метод профилирования микробиома недоношенных детей, который может значительно ускорить выявление инфекций и указать более эффективное лечение.
                                                                                       

Используя методы секвенирования следующего поколения, команда из Института Квадрама и Института Эрлхэма (EI) показала, что они могут быстро и надежно идентифицировать микробы, присутствующие в образце стула недоношенного ребенка, которые могут вызывать такие угрожающие жизни условия, как сепсис или некротический энтероколит (НЭК). Этот метод также раскрывает наличие генов устойчивости к противомикробным препаратам, жизненно важной информации, необходимой для выбора наиболее эффективного лечения.

Используя портативное устройство секвенирования MinION от Oxford Nanopore Technology в сочетании с заказным программным обеспечением для анализа данных последовательности в реальном времени, данные можно получить менее чем за пять часов. При нынешних методах, занимающих до 48 часов, разработка этой платформы для повседневного использования в клинических условиях позволила бы использовать более быстрые и специализированные антимикробные методы лечения.

р. Ричард Леггетт, руководитель группы в EI, добавил: «С помощью MinION и нашего собственного аналитического конвейера (NanoOK RT, разработанного специально для этой работы) мы можем перейти от фекального образца к профилю устойчивости к патогенам и противомикробным препаратам (AMR) всего за четыре-пять раз. часов. У таких пациентов с высоким риском время абсолютно необходимо. Мы также можем воспользоваться преимуществами длинных считываний ДНК MinION, чтобы поместить гены AMR в бактерии-хозяева, что позволит лучше понять устойчивость к антибиотикам. «

«Секвенирование нанопор является интересной технологией, поскольку она так быстро предоставляет полезные данные. Мы были рады узнать, насколько хорошо она может работать с клиническими образцами — с нашим заказным программным обеспечением. Это не ускользнуло от нашего внимания, потому что это дешево, Малые и маломощные устройства могут быть исключительно полезны в странах с низким и средним уровнем дохода «, — сказал д-р Мэтью Д. Кларк, бывший глава отдела развития технологий в EI, ныне руководитель исследований в Музее естественной истории в Лондоне.

Чтобы протестировать свою платформу, исследователи использовали портативный MinION для выполнения метагеномики ружья на ложных микробных сообществах. Метагеномный дробовик анализирует геномную последовательность из смешанной коллекции организмов, в данном случае 20 различных микробов. Подтвердив, что подход с использованием MinION сработал, исследователи приступили к использованию образцов, полученных от недоношенных детей.

Чтобы оценить, насколько хорошо платформа работает в реальных жизненных ситуациях, исследователи работали с отделением интенсивной терапии новорожденных при Норфолке и Норвичской университетской больнице (NICU). Группа клинических исследований собрала образцы фекалий у недоношенных детей с согласия родителей в рамках долгосрочного сотрудничества в области кишечного здоровья и микробиома у очень недоношенных детей.

Метод, опубликованный в журнале Nature Microbiology, различается между здоровыми детьми и теми, у кого диагностирован NEC или сепсис, при этом здоровые дети имеют значительную популяцию полезных Bifidobacterium, а другие питаются либо E. cloacae или Klebsiella pneumoniae, которые могут вызывать опасные для жизни инфекции.

Prof. Пол Кларк, консультант-неонатолог и руководитель исследования в больнице NICU Норфолка и Норвича и Университета Восточной Англии, и один из соавторов исследования сказал: «Недоношенные дети — это группа с высоким риском опасной инфекции. 90% наших недоношенных детей в настоящее время лечатся антибиотиками, но в ретроспективе большинству они не нужны.Это исследование важно, потому что оно вселяет надежду на то, что вскоре мы сможем получить технологию, которая поможет нам различать на более ранней стадии, которая младенцы действительно нуждаются в антибиотиках, а те, в которых они не нужны. Это может спасти многих детей от получения антибиотиков, которые им не нужны, и станет важным шагом вперед в ограничении AMR «.

Важно отметить, что система облегчает отбор проб в течение определенного периода времени, так что можно отслеживать изменения профиля микробиоты. Это очень полезно для мониторинга патогенных бактерий, но также позволяет исследователям увидеть, как другие вмешательства влияют на микробиом с течением времени. Например, он может контролировать влияние антибиотиков на общий микробный профиль или измерять эффекты пробиотических добавок.

Метагеномика дробовика не просто отражает разнообразие видов. В этом исследовании исследователи особенно интересовались профилированием генов, которые придают устойчивость к антибиотикам в микробиоме, известном как «резистом». Клебсиелла, в частности, вызывает беспокойство, поскольку она становится все более устойчивой к множественным противомикробным препаратам. Расширение метагеномики дробовика может поэтому помогите в наблюдении за AMR в этих клинических условиях.

Разработка этой платформы для быстрого, портативного профилирования микробиоты приближает ее использование в клинических условиях, но необходимо провести больше испытаний в разных местах, чтобы доказать ее полезность, прежде чем ее можно будет использовать в качестве обычного диагностического инструмента. Тем не менее, благодаря быстрым темпам улучшений в технологии, существует явный потенциал для ее внедрения, чтобы спасти жизни в клинических условиях и защитить нас всех от угрозы AMR.

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *