Utilizarea metodei de secvențiere metagenomică în examinarea biosubstratelor clinice (review-ul literaturii)

Abstract

Rezumat Dezvoltarea noilor tehnologii de secvențiere au facilitat caracterizarea diversității taxonomice și funcționale a microorganismelor. Utilizarea secvențierii metagenomice de generație următoare oferă posibilități de detectare imparțială a tuturor agenților patogeni prezenți în proba analizată. Această tehnologie moleculară este un instrument nou utilizat pentru identificarea ADN-ului și/sau ARN-ului microbian în sânge și în alte biosubstraturi clinice. Studiul realizat este un review al literaturii. Autorii au examinat, folosind baze de date precum PubMed, Mendeley, Google Academic și fondurile bibliotecilor naționale, cele mai recente publicații care au corespuns întru totul scopului. Metagenomica, cunoscută și sub numele de genomica de mediu, este studiul conținutului genomic al unui eșantion de organisme obținute dintr-un habitat comun. Bolile infecțioase sunt frecvent observate în practica clinică, iar depistarea agenților cauzali este veriga-cheie în diagnosticul și tratamentul acestora. Metodele convenționale de diagnostic nu pot satisface nevoile clinice din cauza operațiunilor ce necesită timp și din cauza ratei pozitive scăzute. Secvențierea metagenomică de generație următoare poate depista bacterii, virusuri, ciuperci, paraziți, agenți patogeni rari și chiar agenți patogeni necunoscuți. Utilizarea secvențierii metagenomice pentru examinarea biosubstraturilor este un domeniu relevant, cu un potențial mare de explorat. Implementarea acestei tehnologii va duce la scăderea costurilor. Integrarea datelor folosind mai multe platforme tehnologice va duce la o mai bună înțelegere a modului de valorificare a metagenomilor.

Summary The development of new sequencing technologies has facilitated the characterization of the taxonomic and functional diversity of microorganisms. The use of next-generation metagenomic sequencing provides opportunities for unbiased detection of all pathogens present in the analyzed sample. This molecular technology is a new tool used for the identification of microbial DNA and/or RNA in blood and other clinical biosubstrates. The present study is a literature review. Using databases such as PubMed, Mendeley, Google Scholar, and national library collections, the most recent publications that best aligned with the study’s objectives were reviewed. Metagenomics, also known as environmental genomics, is the study of the genomic content of a sample of organisms obtained from a common habitat. Infectious diseases are frequently observed in clinical practice, and the detection of causative agents is the key link in their diagnosis and treatment. Conventional diagnostic methods cannot meet clinical needs due to time timeconsuming operations and low positive rates. Next-generation metagenomic sequencing can detect bacteria, viruses, fungi, parasites, rare pathogens, and even unknown pathogens. The use of metagenomic sequencing for the examination of biosubstrates is an interesting field with much still to be explored. The implementation of this technology will lead to the reduction of costs. The integration of data using multiple technological platforms will lead to a better understanding of how to leverage metagenomes.

Резюме Развитие новых технологий секвенирования облегчило характеристику таксономического и функционального разнообразия микроорганизмов. Использование метагеномного секвенирования нового поколения открывает возможности для объективного выявления всех патогенов, присутствующих в анализируемом образце. Эта молекулярная технология представляет собой новый инструмент для идентификации микробной ДНК и/ или РНК в крови и других клинических биосубстратах. Проведенное исследование представляет собой обзор литературы. Были изучены наиболее современные публикации, соответствующие поставленной цели, с использованием таких баз данных, как PubMed, Mendeley, Google Scholar и фондов национальных библиотек. Метагеномика, также известная как экологическая геномика, это изучение геномного состава образцов организмов, полученных из общей среды обитания. Инфекционные заболевания часто встречаются в клинической практике, и выявление возбудителей является ключевым звеном в их диагностике и лечении. Традиционные методы диагностики не могут удовлетворить клинические потребности из-за длительности проведения процедур и низкой частоты положительных результатов. Метагеномное секвенирование нового поколения позволяет обнаруживать бактерии, вирусы, грибы, паразитов, редкие и даже неизвестные патогены. Использование метагеномного секвенирования для исследования биосубстратов – перспективная область, требующая большого изучения. Внедрение этой технологии позволит снизить затраты. Интеграция данных с использованием различных технологических платформ позволит лучше понять, как использовать метагеномы.