Стандартные методы идентификации патогенных агентов включают этап культивирования, за счёт чего общее время исследования может занимать от двух-трёх дней до нескольких недель. Кроме того, далеко не все виды патогенных бактерий возможно культивировать в лабораторных условиях.
Секвенирование ДНК заметно увеличивает скорость проведения таких исследований. Однако только с открытием нанопорового секвенирования удалось сократить время получения результата до 2-4 часов (рис.1). В будущем эта технология позволит вносить корректировки в схему терапии антибиотиками и значительно ускорит переход от препаратов общего спектра к специфичным, а также быстрее перейти на препараты второй и последующих линий.
Рисунок 1
Бактериальный состав образца плеврального выпота у пациента с эмпиемой, выявленный в результате нанопорового секвенирования на MinION в различные промежутки времени. (рисунок предоставлен проф. Иманиши, Tokai University School of Medicine, Канагава, Япония)
Нанопоровое секвенирование позволяет быстро и эффективно изучать резистентность к антибиотикам.
Своевременное изучение такой проблемы, как антибиотикорезистнетность, позволит в будущем предотвратить усиление этого эффекта и его распространение на различные штаммы. Нанопоровое секвенирование позволяет изучать резистентность к антибиотикам уже на стадии образца метагенома, без этапа выделения и культивирования бактериальных клеток. Кроме этого, секвенирование на нанопорах даёт более полную информацию о AMR-профиле по сравнению с технологиями NGS, генерирующими короткие прочтения.
Нанопоровое секвенирование успешно применялось для анализа антибиотикорезистентности как в качестве отдельно взятого тула, так и в комплексе с другими методиками. В обоих случаях успешно удавалось изучить сложные регионы с повторами. Длинные прочтения идеально подходят для изучения новых и уже известных бактериальных генов, перестройки в которых обеспечивают устойчивость к антибиотикам.
Рисунок 2
Нанопоровое секвенирование помогло исследовать гены резистентности к антибиотикам. Длинные прочтения, содержащие гены резистентности aadA и dfrA оказались на 99% идентичны интегрону Salmonella enterica и плазмиде E.Coli pH1038-142. С помощью нанопоровых ридов удалось установить, что регион attC (фланкирует опероны, ассоциированные с резистентностью) фланкирует ген aadA и расположен рядом с ybeA (обнаружен в интегронах класса 2). (рисунок предоставлен проф. Соммером, Novo Nordisk Foundation Center for Biosustainability, Датский технический университет, Люнгбю, Дания).
Обновление линейки продуктов компании New England Biolabs
Новые наборы для выделения высокомолекулярной ДНК "Monarch® HMW DNA Extraction Kit"
Очистка нуклеиновых кислот: многообразие методов и подходов