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Comment fonctionne le mNGS sans agent pathogène connu ?
Avec les progrès de la science et de la technologie, les méthodes de diagnostic en microbiologie clinique innovent constamment. Parmi eux, la technologie de séquençage de nouvelle génération (mNGS) de métagénomique clinique est considérée comme une innovation révolutionnaire, en particulier face à des agents pathogènes inconnus, son potentiel est illimité. Le mNGS permet au personnel médical d'identifier rapidement et avec précision les agents pathogènes à partir d'échantillons cliniques sans connaissance préalable de l'agent pathogène spécifique, ce qui est essentiel pour le diagnostic et le traitement au point d'intervention.
Le mNGS peut non seulement identifier les bactéries pathogènes, les champignons, les parasites, etc., mais également analyser les virus potentiels, améliorant ainsi considérablement la précision du diagnostic des maladies infectieuses.
Introduction au processus de mNGS
Le processus opérationnel du mNGS comprend généralement la collecte d'échantillons, l'extraction d'ARN/ADN, la préparation de bibliothèques, le séquençage à haut débit et l'analyse de données bioinformatiques. La qualité de l'échantillon affecte directement l'exactitude des résultats. Le sang et le liquide céphalo-rachidien sont des échantillons relativement propres, tandis que les selles et l'urine peuvent contenir un grand nombre de micro-organismes résidents.
Collecte et extraction d'échantillons
La collecte d'échantillons est la première étape du mNGS, qui doit être effectuée dans des conditions stériles pour éviter la contamination des échantillons. L'ADN et l'ARN génomiques sont ensuite extraits de l'échantillon à l'aide de kits d'extraction pour une analyse en aval. Les kits d’extraction courants incluent le kit RNeasy PowerSoil Total RNA de Qiagen, etc.
Optimisation de la technologie de préparation de bibliothèques
En raison de la présence de bruit de fond, l'optimisation lors de la préparation de la bibliothèque est essentielle. Plusieurs techniques telles que la sélection négative et l'enrichissement positif sont utilisées pour augmenter la probabilité de détection des signaux pathogènes. La sélection négative préserve les acides nucléiques pathogènes en éliminant l’arrière-plan des génomes de l’hôte et microbien, tandis que l’enrichissement positif se concentre sur l’amélioration de la détection des signaux pathogènes.
Le choix du séquençage à haut débit dépend des objectifs de recherche, de l'expérience et du niveau de compétence de chaque laboratoire. Actuellement, le système Illumina MiSeq est la plateforme la plus démontrée et la plus largement utilisée.
Application du mNGS aux maladies infectieuses
Une application majeure du mNGS dans le diagnostic des maladies infectieuses est sa capacité à effectuer une détection ciblée et non ciblée. Les tests ciblés sont souvent plus sensibles à la détection de micro-organismes connus, tandis que les tests non ciblés peuvent analyser de manière exhaustive des échantillons à l'échelle du génome.
Pour les maladies infectieuses difficiles à diagnostiquer, comme la pneumonie dont la cause ne peut être déterminée avec précision, le mNGS constitue une solution rentable, particulièrement importante lors d'épidémies telles que la COVID-19.
Analyse de cas et défis
De nombreuses études ont confirmé l'application du mNGS dans les maladies aiguës telles que la méningite, la myélite et la septicémie. Il peut non seulement fournir une identification précise des agents pathogènes, mais également aider à surveiller les épidémies hospitalières. Cependant, l’application clinique du mNGS se heurte encore à certains défis, notamment en termes d’utilité clinique, de fiabilité du laboratoire et de coût.
Actuellement, la plupart des résultats du mNGS sont présentés sous forme de rapports de cas, ce qui entrave sa vulgarisation en microbiologie clinique. Un diagnostic réel et efficace nécessite encore des recherches et des pratiques supplémentaires pour être prouvé.
Perspectives futures
Face à des maladies épidémiques potentielles, le développement de la technologie mNGS renforcera encore les capacités de réponse de la santé publique. À mesure que la technologie progresse, ses applications devraient augmenter dans des domaines tels que la surveillance des agents pathogènes, la recherche sur la résistance aux antibiotiques et l’analyse du microbiome, favorisant ainsi l’avancement de la médecine moderne.
Verrons-nous dans un avenir proche le mNGS devenir un outil de détection de routine pour le diagnostic clinique et éliminer davantage d'agents pathogènes inconnus ?
