Secuenciador portátil del ADN detecta infecciones virales en muestras de sangre

El secuenciador con nanoporos MinION de Oxford Nanopore Technologies (Oxford, Reino Unido), determina rápidamente la secuencia del ADN de una muestra, a través de la aplicación de una tecnología de nanoporos de proteínas. El método se basa en un canal de proteínas, de sólo unos pocos nanómetros de diámetro, a través del cual solo puede pasar una hebra del ADN. A medida que esa cadena del ADN pasa a través de los nanoporos, genera una serie de firmas eléctricas características, con las cuales se puede identificar cada una de las bases de nucleótidos y determinar así la secuencia de cada hebra. El instrumento es alimentado con energía y operado mediante un computador portátil, a través de una conexión USB.

Unos investigadores de la Universidad de California en San Francisco (EUA) utilizaron un instrumento MinION para analizar las muestras de sangre de cuatro pacientes con el fin de detectar el virus del Chikungunya (CHIKV), el virus del Ébola (EBOV) y el virus de la hepatitis C (VHC).

Se informó que a altas concentraciones, en el rango entre 107 y 108 copias por mililitro, se detectaron lecturas para EBOV de dos pacientes con fiebre hemorrágica aguda y para CHIKV de un donante asintomático de sangre, en un lapso de 4 a 10 minutos luego de la adquisición de la información, mientras que ante títulos más bajos del virus VHC (1x105 copias por mililitro) se logró la detección en 40 minutos. Se obtuvo una confirmación de esos resultados mediante la secuenciación con un instrumento MiSeq de Illumina Inc. (San Diego, CA, EUA).

La secuenciación con nanoporos es una tecnología de secuenciación de tercera generación que tiene dos ventajas clave frente a las tecnologías de segunda generación: las lecturas son más extensas y se puede realizar el análisis de la secuencia en tiempo real. A mediados de 2015, el secuenciador con nanoporos MinION fue capaz de producir al menos 100.000 secuencias con una longitud media de lectura de cinco kilobases, con una producción total de hasta un gigabase de secuencia en 24 horas, en una celda de flujo.

En el estudio actual, los investigadores presentaron el uso esa secuenciación con nanoporos con el fin de lograr la detección metagenómica de esos patógenos virales, a partir de muestras clínicas con un tiempo de respuesta de menos de seis horas, desde el recibo de la muestra hasta la entrega de los resultados. También introdujeron el MetaPORE, una herramienta basada en la web para la visualización y el análisis de la secuencia en tiempo real, que permite la identificación de los patógenos a partir de la información de los nanoporos.

“Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que la secuenciación con nanoporos ha sido utilizada para la detección metagenómica en tiempo real de los patógenos presentes en muestras clínicas complejas, en el ámbito de las infecciones humanas”, dijo el autor principal, el Dr. Charles Y Chiu, profesor asociado de medicina de laboratorio de la Universidad de California en San Francisco. “Las pruebas sin sesgo, que permiten detectar los patógenos en el punto de atención, con una secuenciación metagenómica rápida, tienen el potencial de transformar radicalmente el diagnóstico de las enfermedades infecciosas en los ámbitos, tanto clínicos como de salud pública. Esta tecnología genómica para el punto de atención será particularmente atractiva para los países en desarrollo, donde a menudo son muy escasos los recursos críticos, como la energía eléctrica confiable, el espacio del laboratorio y la capacidad del servidor de sistemas.

El estudio fue publicado en la edición en línea del 29 de septiembre de 2015 de la revista Genome Medicine.

Enlaces relacionados:

Oxford Nanopore Technologies
University of California, San Francisco
Illumina Inc.