p Cientistas da Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai, Sema4, e as instituições colaboradoras da New York University e da University of Florida publicaram hoje um relatório detalhando seus novos método mais preciso para identificar espécies e cepas microbianas individuais em uma comunidade. Esta técnica tem implicações importantes para a análise do microbioma, com potenciais aplicações de longo prazo para cuidados clínicos. O jornal saiu hoje em Nature Biotechnology . p Microbiomas são comunidades de bactérias, vírus, e outros micróbios que podem ser encontrados em todos os lugares, desde a superfície de teclados e telefones celulares até ambientes dentro de nós, como nossas bocas ou intestinos. A perturbação do microbioma natural tem sido implicada em condições de saúde, incluindo doenças infecciosas, cânceres, e distúrbios complexos, como a doença de Crohn, colite ulcerativa, e diabetes, entre muitos outros. A análise bem-sucedida dos microbiomas depende da capacidade de ampliar essas comunidades e identificar as espécies e cepas individuais que vivem dentro delas.

p A data, a maioria das técnicas para identificar membros microbianos desses grupos fornecem resolução insuficiente. Por exemplo, uma espécie só pode ser classificada como parte de sua família genética mais ampla, em vez de ser identificado de forma exclusiva por conta própria. Os métodos existentes também não são eficazes na caracterização de uma importante classe de materiais genéticos que podem se deslocar entre diferentes espécies bacterianas, conhecidos como elementos genéticos móveis.

p Neste novo trabalho, cientistas usaram Single Molecule, Tecnologia de sequenciamento em tempo real e novas ferramentas computacionais para classificar micróbios pela primeira vez, analisando seu código genético e seus padrões de metilação, um segundo código de DNA que regula a atividade do gene. Esta abordagem mais abrangente usando sequenciamento de leitura longa provou ser mais precisa do que os protocolos padrão da indústria, como sequenciamento 16S ou sequenciamento de leitura curta, corrigindo erros e resultados incompletos na identificação de micróbios gerados por esses métodos. Mais importante, o método fornece uma nova maneira de vincular elementos genéticos móveis a seus hospedeiros bacterianos, permitindo aos cientistas prever com mais precisão a virulência, resistência a antibióticos, e outros traços biologicamente e clinicamente críticos de espécies e cepas bacterianas individuais.

p "A comunidade biomédica há muito precisa de um método de análise de microbioma capaz de resolver espécies e cepas individuais com alta resolução, "disse Gang Fang, PhD, Professor Assistente de Genética e Ciências Genômicas no Monte Sinai, e autor sênior do artigo. "Descobrimos que os padrões de metilação do DNA podem ser explorados como códigos de barras naturais altamente informativos para ajudar a discriminar as espécies microbianas umas das outras, ajudam a associar elementos genéticos móveis a seus genomas hospedeiros e a obter análises mais precisas do microbioma. "

p Em projetos piloto usando amostras de microbioma sintéticas e do mundo real, os cientistas foram capazes de distinguir até mesmo entre espécies e cepas de bactérias intimamente relacionadas. Eles usaram padrões de metilação para ligar dados de sequência de DNA relacionados, fornecendo informações mais holísticas sobre organismos individuais. A equipe validou o método em comunidades microbianas de baixa a média complexidade, e atualmente está desenvolvendo tecnologias mais avançadas para resolver com eficácia comunidades de alta complexidade, como microbiomas ambientais.

p "Este projeto demonstra a sofisticação e o poder de analisar muitos tipos de dados juntos para produzir percepções que não são possíveis com abordagens mais simplistas, "disse Eric Schadt, PhD, CEO da Sema4, Reitor de Medicina de Precisão no Monte Sinai, e coautor do artigo. "A biologia é complexa, e nossas análises devem representar com precisão essa complexidade se esperamos eventualmente implantar essas informações para uso clínico. "