Sequenziamento dell'intero genoma per una rapida caratterizzazione del virus della rabbia utilizzando la tecnologia Nanopore
18 agosto 2023
Qui, presentiamo un flusso di lavoro rapido ed economico per la caratterizzazione dei genomi del virus della rabbia (RABV) utilizzando la tecnologia dei nanopori. Il flusso di lavoro ha lo scopo di supportare la sorveglianza basata sulla genomica a livello locale, fornendo informazioni sui lignaggi RABV circolanti e sul loro posizionamento all'interno delle filogenesi regionali per guidare le misure di controllo della rabbia.
La nostra ricerca utilizza la genomica avanzata per migliorare la sorveglianza dei patogeni nei paesi a basso e medio reddito. E questo ci aiuta i ricercatori locali a rispondere a cinque grandi domande: chi, cosa, dove, perché e quando. E questo può fornire soluzioni pratiche sul campo.
Utilizziamo la tecnologia dei nanopori per decentralizzare il sequenziamento. La facilità d'uso, la portabilità e i costi più economici rispetto ad altre piattaforme lo rendono ideale per le impostazioni con risorse ridotte. E la capacità di sequenziare rapidamente alla fonte del campione significa che possiamo fare sorveglianza all'interfaccia animale-ambiente umano.
Affrontiamo sfide nell'ottenere interi genomi da campioni di qualità variabile. Spesso, le candidature provenienti da aree remote venivano trasportate in cattive condizioni di conservazione. Inoltre, abbiamo competenze limitate negli strumenti bioinformatici che sarebbero utili nell'interpretazione dei dati.
Quindi questi strumenti sarebbero come MADDOG e drug-V GLUE. Questo potrebbe essere utilizzato per interpretare i dati in modo universale per aiutare ad avviare il controllo. Stiamo cercando di dimostrare come ottimizzano il protocollo per sequenze rapide o per intere sequenze genomiche della rabbia e per vedere come può essere adattato ed essere utilizzato nei paesi a basso reddito per il sequenziamento della rabbia in modo da rispondere a diverse domande su come sta realmente circolando, cosa sta circolando e quando sta circolando.
E queste informazioni sono necessarie per le strategie di eliminazione della rabbia. La sorveglianza genomica virale è ora più accessibile. Tuttavia, le linee guida per l'analisi e l'interpretazione dei dati per gli sforzi di controllo locale sono più limitate.
Il nostro protocollo offre una pipeline end-to-end, consentendo agli scienziati locali di disporre di capacità di sorveglianza in prima linea. Una maggiore disponibilità di genomi virali e metodi per l'interpretazione di questi dati consente ai ricercatori di tradurre le informazioni epidemiologiche in informazioni utili per i ministeri governativi o i programmi di controllo delle malattie e guidare il processo decisionale.
Panoramica
Questo studio presenta un flusso di lavoro economico per la caratterizzazione dei genomi del virus della rabbia (RABV) mediante tecnologia nanoporo, finalizzato a potenziare la sorveglianza virale a livello locale. L'approccio consente l'identificazione dei linaggi di RABV in circolazione e l'integrazione dei dati genomici nelle filogenesi regionali per sostenere misure efficaci di controllo della rabbia.
Componenti Chiave dello Studio
Area di Ricerca
- Genomica dei patogeni
- Sorveglianza virale
- Strategie di controllo della rabbia
Sfondo
- Necessità di un miglioramento della sorveglianza nei paesi a reddito basso e medio
- Difficoltà nel reperire sequenze genomiche di alta qualità
- Importanza delle competenze locali nell'interpretazione dei dati
Metodi Utilizzati
- Tecnologia di sequenziamento nanopori
- Caratterizzazione genomica del virus della rabbia
- Protocolli per l'elaborazione dei campioni e il sequenziamento
Risultati principali
- Sequenziamento efficace dell'intero genoma da campioni di qualità diversa
- Abilitazione dei ricercatori locali per finalità di sorveglianza
- Disponibilità di strumenti per l'analisi dei dati a supporto dell'insight epidemiologico
Conclusioni
- Lo studio dimostra con successo un metodo scalabile per l'analisi genomica del virus della rabbia.
- I risultati hanno implicazioni significative per le strategie di eliminazione della rabbia e per le iniziative locali di sanità pubblica.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Il sequenziamento rapido e decentralizzato del genoma completo del virus della rabbia mediante tecnologia nanopori affronta lacune fondamentali nella sorveglianza dei patogeni nei paesi a reddito basso e medio. Questo flusso di lavoro consente ai team locali di generare dati genomici utilizzabili, supportando analisi epidemiologiche in tempo reale e orientando gli interventi di sanità pubblica. L'approccio migliora la capacità predittiva all'interfaccia animale-uomo-ambiente, influenzando direttamente le decisioni strategiche per il controllo e la preparazione alle malattie infettive.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Consente un monitoraggio ad alta risoluzione dei linaggi del virus della rabbia per la riduzione dei rischi di natura meccanicistica.
- Permette la validazione funzionale dei percorsi di trasmissione e delle fonti di focolai.
- Facilita test rapidi di ipotesi sui modelli di circolazione e comparsa virale.
Sviluppo di screening e saggi
- Fornisce flussi di lavoro genomici validati, adattabili a diverse qualità dei campioni.
- Standardizza il sequenziamento e l'analisi per ottenere risultati quantitativi e riproducibili.
- Prepara set di dati robusti per analisi epidemiologiche e filogenetiche successive.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Allinea la sorveglianza genomica ai sistemi rilevanti per le malattie, garantendo continuità traslazionale.
- Consente l'integrazione di dati filogenetici locali e globali per decisioni adattate al rischio.
- Supporta la scoperta di biomarcatori e il monitoraggio dell'evoluzione virale nelle regioni endemiche.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Questo flusso di lavoro collega raccolta del campione, sequenziamento e interpretazione, posizionandosi dalla fase iniziale di scoperta fino alla ricerca traslazionale nei processi relativi alle malattie infettive.
- Biologia della scoperta: Consente ai team locali di testare ipotesi epidemiologiche e chiarire i percorsi di trasmissione virale.
- Screening: Fornisce output di sequenziamento standardizzati e scalabili per analisi comparative.
- Analisi: Integra l'identificazione in tempo reale delle basi e l'assegnazione dei linaggi per ottenere risultati utilizzabili.
- Ricerca traslazionale: Collega i dati di sorveglianza locale a filogenesi globali, sostenendo strategie precliniche e di sanità pubblica.
- Riutilizzo aziendale: Offre una piattaforma modulare e adattabile per la sorveglianza genomica di multipli patogeni.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Aumenta la fiducia predittiva e riduce l'ambiguità nel tracciamento delle linee virali.
- Valore operativo: Consente flussi di lavoro genomici rapidi, economici e riproducibili in contesti con risorse limitate.
- Valore strategico: Fornisce informazioni per decisioni di tipo go/no-go riguardo le strategie di intervento e l'allocazione delle risorse.
- Impatto sul portafoglio: Supporta la priorizzazione adeguata al rischio dei programmi di sorveglianza e controllo.
Considerazioni sull'implementazione
- Richiede competenze scientifiche locali nella gestione dei campioni e nell'analisi genomica.
- Necessita dell'accesso a dispositivi per il sequenziamento nanopori e a strumenti informatici compatibili (ad esempio, RAMPART, MADDOG, GLUE).
- Richiede una standardizzazione tra i team per la qualità dei dati e la loro interpretazione.
- Adattabile a diverse qualità dei campioni e alle condizioni di laboratorio regionali.
- Dipende da una continua validazione e ottimizzazione per nuovi agenti patogeni o contesti.
Domande frequenti sulla biofarmaceutica
Chapters in this video
0:00
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
