Sequencing van het hele genoom voor snelle karakterisering van het rabiësvirus met behulp van nanoporietechnologie
18 augustus 2023
Hier presenteren we een snelle en kosteneffectieve workflow voor het karakteriseren van genomen van het rabiësvirus (RABV) met behulp van nanoporietechnologie. De workflow is bedoeld om genomics-geïnformeerde surveillance op lokaal niveau te ondersteunen, door informatie te verstrekken over circulerende RABV-lijnen en hun plaatsing binnen regionale fylogenieën om rabiësbestrijdingsmaatregelen te begeleiden.
Ons onderzoek maakt gebruik van geavanceerde genomica om de surveillance van ziekteverwekkers in lage- en middeninkomenslanden te verbeteren. En dit helpt ons om lokale onderzoekers in staat te stellen vijf grote vragen te beantwoorden: wie, wat, waar, waarom en wanneer. En dit kan praktische oplossingen op het terrein opleveren.
We gebruiken nanoporietechnologie om sequencing te decentraliseren. Het gebruiksgemak, de draagbaarheid en de lagere kosten in vergelijking met andere platforms maken het ideaal voor omgevingen met weinig middelen. En de mogelijkheid om snel te sequencen bij de monsterbron betekent dat we toezicht kunnen houden op het raakvlak tussen dier en mens.
We staan voor uitdagingen bij het verkrijgen van hele genomen uit monsters van wisselende kwaliteit. Vaak werden inzendingen uit afgelegen gebieden onder slechte opslagomstandigheden vervoerd. En we hebben ook beperkte expertise in bio-informaticatools die nuttig zouden zijn bij het interpreteren van gegevens.
Dus deze tools zouden zijn als MADDOG en drug-V GLUE. Dit kan worden gebruikt bij het interpreteren van gegevens op een universele manier om controle te initiëren. We proberen aan te tonen hoe ze het protocol optimaliseren voor snelle sequenties of voor hele genomische sequenties van hondsdolheid en om te zien hoe het kan worden aangepast en gebruikt in de lage-inkomenslanden voor de sequentiebepaling van rabiës om verschillende vragen te beantwoorden over hoe het echt circuleert, wat circuleert en wanneer het circuleert?
En deze informatie is nodig voor strategieën voor de eliminatie van hondsdolheid. Virale genomische surveillance is nu toegankelijker. De richtsnoeren voor gegevensanalyse en -interpretatie voor lokale controle-inspanningen zijn echter beperkter.
Ons protocol biedt een end-to-end pijplijn, waardoor lokale wetenschappers beschikken over eerstelijns bewakingsmogelijkheden. Een grotere beschikbaarheid van virale genomen en methoden voor het interpreteren van deze gegevens stelt onderzoekers in staat om epidemiologisch inzicht te vertalen in bruikbare informatie voor ministeries of ziektebestrijdingsprogramma's en het besluitvormingsproces te begeleiden.
Overzicht
Deze studie presenteert een kosteneffectieve workflow voor het karakteriseren van rabiësvirus (RABV) genomen met behulp van nanopore-technologie, gericht op het verbeteren van virale surveillance op lokaal niveau. De aanpak maakt de identificatie van circulerende RABV-afstammingslijnen mogelijk en integreert genomische gegevens in regionale fylogenieën om effectieve maatregelen voor de bestrijding van rabiës te ondersteunen.
Belangrijkste componenten van de studie
Onderzoeksgebied
- Pathogeengenomica
- Virale surveillance
- Strategieën voor rabiësbestrijding
Achtergrond
- Noodzaak voor verbeterde surveillance in lage- en middeninkomenslanden
- Uitdagingen bij het verkrijgen van hoogwaardige genoomsequenties
- Belang van lokale expertise bij de interpretatie van gegevens
Gebruikte methoden
- Nanopore-sequencingtechnologie
- Genomische karakterisering van het rabiësvirus
- Protocollen voor monsterverwerking en sequencing
Belangrijkste resultaten
- Effectieve whole genome sequencing van diverse monsterkwaliteiten
- Versterking van lokale wetenschappers voor surveillancedoeleinden
- Beschikbaarheid van tools voor data-analyse ter ondersteuning van epidemiologische inzichten
Conclusies
- De studie demonstreert met succes een schaalbare methode voor genomische analyse van het rabiësvirus.
- De bevindingen hebben belangrijke implicaties voor strategieën ter eliminatie van rabiës en lokale initiatieven voor de volksgezondheid.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Directie
Snelle, gedecentraliseerde whole genome sequencing van het rabiësvirus met behulp van nanopore-technologie vult kritieke hiaten op in de surveillance van pathogenen voor lage- en middeninkomenslanden. Deze workflow stelt lokale teams in staat om bruikbare genomische gegevens te genereren, wat real-time epidemiologische inzichten ondersteunt en richtlijnen biedt voor interventies in de publieke gezondheidszorg. De aanpak verhoogt het voorspellende vertrouwen op de interface tussen dier, mens en omgeving, wat een directe impact heeft op portfoliobeslissingen voor de beheersing van en voorbereiding op infectieziekten.
Strategische toepassingen in biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & target-validatie
- Maakt tracking met hoge resolutie van rabiësvirus-lineages mogelijk voor mechanistische risicoreductie.
- Ondersteunt functionele validatie van transmissiepaden en bronnen van uitbraken.
- Faciliteert snelle hypothesetesten over virale circulatie en emergentiepatronen.
Screening & Assay-ontwikkeling
- Biedt gevalideerde genomische workflows die aanpasbaar zijn aan diverse monsterkwaliteiten.
- Standaardiseert sequencing en analyse voor reproduceerbare, kwantitatieve resultaten.
- Bereidt robuuste datasets voor voor downstream epidemiologische en fylogenetische screening.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Lijnt genomische surveillance uit met ziekterelevante systemen voor translationele continuïteit.
- Maakt integratie van lokale en wereldwijde fylogenetische gegevens mogelijk voor risico-gecorrigeerde beslissingen.
- Ondersteunt de ontdekking van biomarkers en het monitoren van virale evolutie in endemische regio's.
Integratie van Pipeline & Workflow
Deze workflow slaat een brug tussen monsterneming, sequencing en interpretatie, en positioneert zich van vroege ontdekking tot translationeel onderzoek in pijplijnen voor infectieziekten.
- Discovery Biology: Stelt lokale teams in staat om epidemiologische hypothesen te testen en virale transmissieroutes te verduidelijken.
- Screening: Levert gestandaardiseerde, schaalbare sequencing-outputs voor comparatieve analyse.
- Analytics: Integreert real-time base calling en lineage-toewijzing voor direct bruikbare resultaten.
- Translationeel Onderzoek: Verbindt lokale surveillancedata met globale fylogenieën ter ondersteuning van preklinische strategieën en strategieën voor de volksgezondheid.
- Enterprise Hergebruik: Biedt een modulair, aanpasbaar platform voor genomische surveillance van meerdere pathogenen.
Operationele en bedrijfsmatige impact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen en vermindert ambiguïteit bij het volgen van virale afstammingslijnen.
- Operationele waarde: Maakt snelle, kosteneffectieve en reproduceerbare genomische workflows mogelijk in omgevingen met beperkte middelen.
- Strategische waarde: Informeert go/no-go beslissingen voor interventiestrategieën en de toewijzing van middelen.
- Portfolio-impact: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering van surveillance- en controleprogramma's.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist lokale wetenschappelijke expertise in monsterbehandeling en genomische analyse.
- Toegang tot nanopore-sequencingapparatuur en compatibele informaticatools (bijv. RAMPART, MADDOG, GLUE) is noodzakelijk.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor datakwaliteit en interpretatie.
- Aanpasbaar aan variërende monsterkwaliteiten en regionale laboratoriumomstandigheden.
- Afhankelijk van voortdurende validatie en optimalisatie voor nieuwe pathogenen of instellingen.
Veelgestelde vragen over 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
