Eine neue Ära in der mikrobiologischen Diagnostik
Die NGS-Technologie umfasst eine parallele Sequenzierung zahlreicher Proben mit hohem Durchsatz und bietet verschiedene Vorteile für die diagnostische Mikrobiologie. Hierzu zählt unter anderem die Möglichkeit zu einer gleichzeitigen Identifizierung multipler Mikroorganismen innerhalb einer Probe sowie viraler Spuren. Die Einbindung der NGS-Technologie in Diagnoselabore zur Gesamtsequenzierung von Pathogengenomen soll sowohl das Patientenmanagement als auch die Patientengesundheit unterstützen. Das Ziel des EU-finanzierten Projekts PATHSEEK (Automated next generation sequencing for diagnostic microbiology) war die Entwicklung einer NGS-basierten Plattform, die innerhalb von 24 bis 48 Stunden klinisch relevante Informationen zu allen möglichen Arzneimittelresistenzmutationen bereitstellt. Die Anordnung beinhaltete einen Schritt für die Nukleinsäureanreicherung, bei dem kleine 120bp-RNA-Proben oder -Köder genutzt wurden, um pathogenspezifisches genetisches Material zu gewinnen, während menschliche und kommensale DNA ausgemustert wurde. Die Evaluation der Plattform anhand acht wichtiger Pathogene beinhaltete eine vergleichende Analyse von nahezu 2500 Proben. Die Ergebnisse demonstrierten klinisch relevante Sensitivitäten bei Lesetiefen, die für das klinische Management und die Überwachung von Ausbrüchen informativ waren. Zur Überwindung von aktuellen bioinformatischen Einschränkungen, welche einer diagnostischen Nutzung von NGS-Methoden im Wege stehen, entwickelte das Konsortium eine standardisierte und automatisierte Sequenzdatenanalyse-Pipeline mit einem anwenderfreundlichen Interface und Berichtsformat. Die PATHSEEK-Plattform wurde erfolgreich für die routinemäßige Diagnose von antimikrobieller Resistenz sowie zur Detektion einer nosokomialen Übertragung in zwei britischen Krankenhäusern implementiert. Einer der Partner stellte die Plattform zudem als zentralen Service für Labore im Bereich von Wissenschaft, Diagnostik und öffentlicher Gesundheit zur Verfügung. Die klinisch relevante Umschlagszeit und die Kapazität zur Erkennung aller möglichen Arzneimittelresistenzmutationen sorgen für eine ideale Tauglichkeit der PATHSEEK-Plattform für Routinediagnosen. Die Daten zur Gesamtgenomsequenzierung könnten ferner dabei behilflich sein, in den klinischen Proben von Patienten, die sich gegenüber einer Behandlung mit bestimmten antimikrobiellen Wirkstoffen als therapieresistent erweisen, neuartige Resistenzmutationen zu ermitteln.
Schlüsselbegriffe
Mikrobiologie, Diagnostik, NGS, PATHSEEK, Arzneimittelresistenzmutationen
