Forskning i dyrkningsuafhængig diagnostik og typning (metagenomanalyse)

Fokusområde og formål

Den nuværende typning og overvågning af tarmpatogene bakterier på SSI bliver udført på opdyrkende renkulturer. Adgang til renkulturer forventes i fremtiden at blive udfordret, da lokal KMA-diagnostik i stigende grad bliver udført som PCR direkte på kliniske prøver og hertil kommer at antibiotikabehandling, opbevaring- og transporttid af kliniske prøver kan reducere dyrkningsmulighederne for de pågældende bakterier.

Derfor forskes der på SSI i udvikling af metoder, som kan tilvejebringe et diagnostik- og typesvar ved at anvende NGS på DNA oprenset direkte fra fæces. 

Links til udvalgte publikationer

• Andersen SC, Kiil K, Harder CB, Josefsen MH, Persson S, Nielsen EM, Hoorfar J. Towards diagnostic metagenomics of Campylobacter in fecal samples. BMC Microbiol. 2017 Jun 8;17(1):133. doi: 10.1186/s12866-017-1041-3. PubMed PMID: 28595575; PubMed Central PMCID: PMC5465461
• Costea PI, Zeller G, Sunagawa S, Pelletier E, Alberti A, Levenez F, Tramontano M, Driessen M, Hercog R, Jung FE, et al. Towards standards for human fecal sample processing in metagenomic studies. Nat Biotechnol. 2017 Nov;35(11):1069-1076. doi: 10.1038/nbt.3960. Epub 2017 Oct 2. PubMed PMID: 28967887.

Forskningsprojekter 

Der arbejdes på tre forskellige teknologiske platforme:

1. Targeted metagenomics vhj. JUNO instrument fra Standard BioTools
2. Targeted metagenomics vhj. simpel amplicon-sekvensering
3. Unbiased Nanopore-sekvensering.

JUNO instrumentet anvender multiplex-PCR med op til 4.000 targets pr. prøve og kan derfor opnå en forholdsvis høj resolution pr. prøve. Metoden kræver primer-design til alle targets og sensitiviteten er under optimering, da PCR-volumen er i nanoliter-størrelse.

Amplikon-sekvensering beror på standard PCR med få targets, som derfor er forbundet med mindre resolution, men bedre sensitivitet pga. større reaktionsvolumen.

Ved unbiased Nanopore sekvensering tilvejebringes tilfældige sekvensdata fra den kliniske prøve. Metoden kræver ingen pre-design, men det variable dataoutput er mere kompliceret at undersøge, og god sensitivitet/specificitet kræver store mængder sekvensdata.

Alle tre metoder kræver specieldesignede bioinformatiske værktøjer, som ligeledes er under udvikling.