Séquençage du génome entier pour la caractérisation rapide du virus de la rage à l’aide de la technologie des nanopores
18 août 2023
Nous présentons ici un flux de travail rapide et rentable pour caractériser les génomes du virus de la rage (RABV) à l’aide de la technologie nanopore. Le flux de travail vise à soutenir la surveillance fondée sur la génomique à l’échelle locale, en fournissant des informations sur les lignées de RABV en circulation et leur placement dans les phylogénies régionales afin d’orienter les mesures de lutte contre la rage.
Notre recherche utilise la génomique avancée pour améliorer la surveillance des agents pathogènes dans les pays à revenu faible et intermédiaire. Et cela nous aide à donner aux chercheurs locaux les moyens de répondre à cinq grandes questions : qui, quoi, où, pourquoi et quand. Et cela peut éclairer des solutions pratiques sur le terrain.
Nous utilisons la technologie des nanopores pour décentraliser le séquençage. Sa facilité d’utilisation, sa portabilité et ses coûts moins élevés par rapport aux autres plates-formes le rendent idéal pour les environnements à faibles ressources. Et la capacité de séquencer rapidement à la source de l’échantillon signifie que nous pouvons faire de la surveillance à l’interface entre l’animal et l’homme.
Nous sommes confrontés à des défis pour obtenir des génomes entiers à partir d’échantillons de qualité variable. Souvent, les soumissions provenant de régions éloignées étaient transportées dans de mauvaises conditions d’entreposage. De plus, nous avons une expertise limitée dans les outils bioinformatiques qui seraient utiles à l’interprétation des données.
Donc, ces outils seraient comme MADDOG et drug-V GLUE. Cela pourrait être utilisé pour interpréter les données de manière universelle afin d’aider à initier le contrôle. Nous essayons de démontrer comment ils optimisent le protocole pour des séquences rapides ou pour des séquences génomiques entières de la rage et de voir comment il peut être adapté et utilisé dans les pays à faible revenu pour le séquençage de la rage afin de répondre à différentes questions sur la façon dont elle circule réellement, qu’est-ce qui circule et quand circule-t-elle ?
Et ces informations sont nécessaires pour les stratégies d’élimination de la rage. La surveillance génomique virale est désormais plus accessible. Cependant, les directives pour l’analyse et l’interprétation des données dans le cadre des efforts de contrôle local sont plus limitées.
Notre protocole offre un pipeline de bout en bout, permettant aux scientifiques locaux de disposer de capacités de surveillance de première ligne. Une plus grande disponibilité des génomes viraux et des méthodes d’interprétation de ces données permet aux chercheurs de traduire les connaissances épidémiologiques en informations exploitables pour les ministères ou les programmes de lutte contre les maladies et d’orienter le processus de prise de décision.
Aperçu
Cette étude présente un flux de travail économique pour la caractérisation des génomes du virus de la rage (RABV) utilisant la technologie nanopore, destiné à améliorer la surveillance virale au niveau local. L'approche permet l'identification des lignées de RABV en circulation et intègre les données génomiques dans des phylogénies régionales afin de soutenir des mesures efficaces de contrôle de la rage.
Composantes clés de l'étude
Domaine de recherche
- Génomique des agents pathogènes
- Surveillance virale
- Stratégies de lutte contre la rage
Contexte général
- Nécessité d'une surveillance améliorée dans les pays à revenu faible et intermédiaire
- Difficultés liées à l'obtention de séquences génomiques de haute qualité
- Importance des compétences locales dans l'interprétation des données
Méthodes utilisées
- Technologie de séquençage par nanopores
- Caractérisation génomique du virus de la rage
- Protocoles de traitement des échantillons et de séquençage
Résultats principaux
- Séquençage efficace de tout le génome à partir d'échantillons de qualités variées
- Autonomisation des scientifiques locaux à des fins de surveillance
- Disponibilité d'outils d'analyse de données pour soutenir les connaissances épidémiologiques
Conclusions
- L'étude démontre avec succès une méthode évolutible d'analyse génomique du virus de la rage.
- Les résultats ont des implications importantes pour les stratégies d'élimination de la rage et les initiatives locales de santé publique.
Questions fréquemment posées
Pertinence sectorielle pour les cadres
Le séquençage génomique complet rapide et décentralisé du virus de la rage, réalisé à l'aide de la technologie nanopore, comble des lacunes essentielles dans la surveillance des agents pathogènes dans les pays à revenu faible ou intermédiaire. Ce protocole permet aux équipes locales de produire des données génomiques exploitables, favorisant une compréhension épidémiologique en temps réel et orientant les interventions de santé publique. Cette approche renforce la fiabilité des prévisions à l'interface animal-homme-environnement, influant directement sur les décisions stratégiques en matière de lutte contre les maladies infectieuses et de préparation aux épidémies.
Applications stratégiques en recherche et développement en biopharmacie
Découverte précoce et validation de cibles
- Permet un suivi haute résolution des lignées du virus de la rage pour une détection mécanistique des risques.
- Permet la validation fonctionnelle des voies de transmission et des sources de flambées épidémiques.
- Facilite le test rapide d'hypothèses sur les schémas de circulation et d'émergence virales.
Développement de criblages et de tests
- Propose des protocoles génomiques validés, adaptables à des échantillons de qualité variée.
- Standardise le séquençage et l'analyse pour obtenir des résultats reproductibles et quantitatifs.
- Permet de préparer des jeux de données robustes destinés à des criblages épidémiologiques et phylogénétiques ultérieurs.
Recherche translationnelle et préclinique
- Assure l'alignement de la surveillance génomique avec des systèmes pertinents pour la maladie afin d'assurer une continuité translationnelle.
- Permet l'intégration de données phylogénétiques locales et globales pour des décisions adaptées au risque.
- Favorise la découverte de biomarqueurs et le suivi de l'évolution virale dans les régions endémiques.
Intégration des pipelines et des flux de travail
Ce flux de travail fait le lien entre la collecte des échantillons, le séquençage et l'interprétation, s'inscrivant ainsi du stade de la découverte précoce à celui de la recherche translationnelle dans les pipelines de maladies infectieuses.
- Découverte en biologie : Permet aux équipes locales de tester des hypothèses épidémiologiques et de préciser les voies de transmission virale.
- Dépistage : Fournit des résultats de séquençage standardisés et évolutifs destinés à une analyse comparative.
- Analyse : Intègre l'appel de bases en temps réel et l'attribution de lignées pour produire des résultats exploitables.
- Recherche translationnelle : Relie les données de surveillance locales aux phylogénies mondiales, soutenant ainsi les stratégies précliniques et de santé publique.
- Réutilisation institutionnelle : Offre une plateforme modulaire et adaptable pour la surveillance génomique de multiples agents pathogènes.
Impact opérationnel et organisationnel
- Valeur scientifique : Augmente la confiance prédictive et réduit l'ambiguïté dans le suivi des lignées virales.
- Valeur opérationnelle : Permet des protocoles génomiques rapides, rentables et reproductibles dans les contextes à ressources limitées.
- Valeur stratégique : Éclaire les décisions de type « aller/ne pas aller » concernant les stratégies d'intervention et l'affectation des ressources.
- Impact sur le portefeuille : Soutient la priorisation ajustée au risque des programmes de surveillance et de contrôle.
Considérations relatives à la mise en œuvre
- Nécessite une expertise scientifique locale en manipulation des échantillons et en analyse génomique.
- Requiert un accès à des dispositifs de séquençage nanopore et à des outils bioinformatiques compatibles (par exemple, RAMPART, MADDOG, GLUE).
- Exige une standardisation entre équipes pour la qualité des données et leur interprétation.
- Adaptable à la qualité variable des échantillons et aux conditions de laboratoire régionales.
- Dépend d'une validation et d'une optimisation continues pour de nouveaux agents pathogènes ou de nouveaux contextes.
F.A.Q. sur la bio-industrie pharmaceutique
Chapters in this video
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Introduction
2:38
Sample Preparation, RNA Extraction, PCR Clean Up, and Quantification for Whole Genome Sequencing of Rabies Virus (RABV)
5:35
Sequencing, Live and Offline Basecalling, Analysis, and Interpretation of Rabies Virus (RABV) Genome
