Dispositivo MinION (direita) sequenciando fragmentos genômicos bacterianos seguindo o método ON-rep-seq. Aqui, o dispositivo é acoplado a um MinIT para aquisição de dados (à esquerda) e controlado por um smartphone. Crédito:Universidade de Copenhague
Um novo método de identificação bacteriana, chamado ON-rep-seq, examina seletivamente, fragmentos específicos da cepa do genoma bacteriano, permitindo a geração de resultados que exigiam anteriormente o sequenciamento de DNA de todo o genoma bacteriano ou abordagens tediosas como eletroforese em gel de campo pulsado, que anteriormente era o padrão ouro para tipagem de microrganismos em nível de cepa. Portanto, o método tem o potencial de mudar a abordagem utilizada para investigar surtos de doenças com base em alimentos, tornando a análise muito menos demorada e dispendiosa.
Hoje, a detecção e identificação bacteriana com base no DNA bacteriano requer instrumentação cara e muitas horas de trabalho por especialistas altamente treinados. Vamos imaginar, por exemplo, há uma suspeita Salmonella surto. Normalmente, a fim de localizar sua origem, não apenas os investigadores terão que analisar muitas amostras, mas a análise deve ser precisa para distinguir uma cepa bacteriana de outra.
"Nosso novo método permite a identificação e digitação de centenas de amostras em menos de duas horas, e esperamos que isso seja reduzido para "tempo real" em um curto período de tempo, "diz um dos pesquisadores por trás do estudo, Lukasz Krych, Professor Associado do Departamento de Ciência dos Alimentos da Universidade de Copenhagen, Dinamarca.
Método baseia-se em um dispositivo que foi usado para sequenciamento de DNA no espaço
O novo método é baseado em sequenciamento de nanopore, que é um novo, abordagem de sequenciamento de DNA em tempo real "que definitivamente revolucionará o futuro do sequenciamento de DNA, "de acordo com Lukasz Krych.
O projeto de pesquisa foi realizado em colaboração com a empresa polonesa GenXone S.A., que ajudou a configurar um pipeline de bioinformática que é necessário para realizar uma análise rápida e eficiente dos dados de sequenciamento.
Após a preparação da (s) amostra (s), o dispositivo MinION é carregado com os fragmentos genômicos para a identificação de cepas bacterianas de centenas de isolados bacterianos. Esquerda:Lukasz Krych, Professor Associado e Josue L. Castro Mejia, Pós-doutorado, ambos do Departamento de Ciência Alimentar da Universidade de Copenhague. Crédito:Departamento de Ciência Alimentar, Universidade de Copenhague
O menor sequenciador já oferecido pela Oxford Nanopore Technologies, chamado MinION, é um portátil de $ 999, Dispositivo alimentado por USB que se tornou comercialmente disponível em 2015. Um ano depois, foi levado para a Estação Espacial Internacional, onde alcançou o primeiro sequenciamento de DNA da história realizado em condições de gravidade zero. Apesar da revolução indiscutível no sequenciamento de DNA oferecido pelo MinION, rapidamente ficou claro que os dados gerados com o dispositivo ainda não são perfeitos devido a erros de sequenciamento, por exemplo, enquanto a análise permaneceu relativamente cara (aproximadamente US $ 150 por bactéria).
Dispositivo pequeno com análise rápida e barata oferece grandes oportunidades em segurança alimentar
Os cientistas do Departamento de Ciência dos Alimentos da Universidade de Copenhagen descobriram uma maneira de utilizar essa tecnologia para analisar centenas de bactérias de uma vez, cortando custos para menos de US $ 2 por bactéria, enquanto, ao mesmo tempo, aumenta a precisão para mais de 99%.
“Nosso método pode ser usado tanto dentro de organizações de segurança alimentar, onde você pode encontrar rapidamente bactérias causadoras de doenças ou promotoras de saúde, e também no setor de saúde, onde você poderá realizar certas análises que nem mesmo são consideradas hoje devido ao preço e à natureza demorada da análise tradicional, "diz outro dos pesquisadores por trás do estudo, Pós-doutorado Josue Leonardo Castro Mejia.
No momento, Existem várias empresas testando o método para implementar em seus sistemas para estabelecer programas de triagem rápida para milhares de cepas.
