Language
Country/Area
No result found
Come funziona l'mNGS senza un agente patogeno noto?
Con il progresso della scienza e della tecnologia, i metodi diagnostici in microbiologia clinica sono in costante innovazione. Tra questi, la tecnologia di sequenziamento di nuova generazione della metagenomica clinica (mNGS) è considerata un’innovazione rivoluzionaria, soprattutto quando si affrontano agenti patogeni sconosciuti, il suo potenziale è illimitato. mNGS consente al personale medico di identificare in modo rapido e accurato gli agenti patogeni da campioni clinici senza conoscere preventivamente l'agente patogeno specifico, il che è fondamentale per la diagnosi e il trattamento presso il punto di cura.
mNGS non solo può identificare batteri patogeni, funghi, parassiti, ecc., ma anche analizzare potenziali virus, migliorando notevolmente l'accuratezza diagnostica delle malattie infettive.
Introduzione al processo di mNGS
Il processo operativo di mNGS solitamente comprende la raccolta di campioni, l'estrazione di RNA/DNA, la preparazione delle librerie, il sequenziamento ad alto rendimento e l'analisi dei dati bioinformatici. La qualità del campione influisce direttamente sull'accuratezza dei risultati. Il sangue e il liquido cerebrospinale sono campioni relativamente puliti, mentre le feci e l'urina possono contenere un gran numero di microrganismi residenti.
Raccolta ed estrazione dei campioni
La raccolta dei campioni è il primo passo nella mNGS, che deve essere eseguita in condizioni sterili per evitare la contaminazione del campione. Il DNA genomico e l'RNA vengono quindi estratti dal campione utilizzando kit di estrazione per l'analisi a valle. I kit di estrazione comuni includono il kit RNeasy PowerSoil Total RNA di Qiagen, ecc.
Ottimizzazione della tecnologia di preparazione delle biblioteche
A causa della presenza di rumore di fondo, l'ottimizzazione durante la preparazione della libreria è fondamentale. Diverse tecniche come la selezione negativa e l'arricchimento positivo vengono utilizzate per aumentare la probabilità di rilevamento dei segnali dei patogeni. La selezione negativa preserva gli acidi nucleici dei patogeni eliminando il background dai genomi microbici e dell'ospite, mentre l'arricchimento positivo si concentra sul miglioramento del rilevamento dei segnali dei patogeni.
La scelta del sequenziamento ad alto rendimento dipende dagli obiettivi di ricerca, dall'esperienza e dal livello di competenza di ciascun laboratorio. Attualmente, il sistema Illumina MiSeq è la piattaforma più dimostrata e ampiamente utilizzata.
Applicazione degli mNGS alle malattie infettive
Una delle principali applicazioni degli mNGS nella diagnosi delle malattie infettive è la sua capacità di eseguire rilevamenti sia mirati che non mirati. I test mirati sono spesso più sensibili al rilevamento di microrganismi noti, mentre i test non mirati possono analizzare in modo completo i campioni in modo completo sull’intero genoma.
Per le malattie infettive difficili da diagnosticare, come la polmonite la cui causa non può essere determinata con precisione, mNGS fornisce una soluzione economicamente vantaggiosa, il che è particolarmente importante durante le epidemie come COVID-19.
Analisi dei casi e sfide
Molti studi hanno confermato l'applicazione dell'mNGS in malattie acute come meningite, mielite e sepsi. Può non solo fornire un'accurata identificazione degli agenti patogeni, ma anche aiutare a monitorare le epidemie ospedaliere. Tuttavia, l’applicazione clinica dei mNGS deve ancora affrontare alcune sfide, tra cui questioni quali l’utilità clinica, l’affidabilità del laboratorio e i costi.
Attualmente, la maggior parte dei risultati dell'mNGS vengono presentati come casi clinici, il che ne ostacola la divulgazione nella microbiologia clinica. Una diagnosi reale ed efficace richiede ancora ulteriori ricerche e pratica per essere dimostrata.
Prospettive future
Di fronte a potenziali malattie epidemiche, lo sviluppo della tecnologia mNGS migliorerà ulteriormente le capacità di risposta della sanità pubblica. Con l’avanzare della tecnologia, si prevede che le sue applicazioni aumenteranno in aree quali il monitoraggio degli agenti patogeni, la ricerca sulla resistenza agli antibiotici e l’analisi del microbioma, promuovendo in definitiva il progresso della medicina moderna.
Vedremo gli mNGS diventare uno strumento di rilevamento di routine per la diagnosi clinica nel prossimo futuro ed eliminare altri agenti patogeni sconosciuti?
