МД-2021, день 3. Новейшие решения для молекулярной диагностики от компании SkyGen

Первый доклад на симпозиуме представила специалист научной поддержки компании SkyGen Наталья Зеленова. Она рассказала о продукции компании New England Biolabs (NEB) и тех возможностях, которые она дает для производителей диагностических наборов.

Компания NEB была основана в 70-х годах прошлого века и специализируется на производстве высококачественных реагентов для молекулярно-биологических исследований. Сейчас в штате компании более 240 ученых, включая нобелевского лауреата Ричарда Робертса. Компания активно ведет научные исследования и осуществляет программы обучения и стажировки.

Каталог продуктов NEB включает широкий спектр реагентов для модификации, клонирования и амплификации ДНК, создания NGS-библиотек, редактирования генома, синтеза белков in vitro и многих других целей. Компания оперативно реагирует на запросы рынка и на сегодняшний день предоставляет ряд продуктов для исследований, связанных с SARS-CoV-2: детекции вируса, секвенирования генома, исследования его биологии при помощи ферментов и т.д.

Наталья Зеленова подчеркнула, что NEB предоставляет не только готовые решения для своих клиентов, но и индивидуально собранные и разработанные наборы под конкретные задачи. В качестве примеров она привела ряд продуктов для PCR, в частности, наборы для RT-PCR, LAMP и RT-LAMP.

В период пандемии особенно востребованными оказались три линейки компании, на которых Наталья остановилась подробнее. Особо она выделила продукты линейки Luna для RT-qPCR, включающая наборы для одноэтапной и двухэтапной PCR. Они обладают рядом преимуществ, таких как высокая термостабильность и эффективность. Отдельно был упомянут набор для обратной транскрипции LunaScript, включающий ряд праймеров, которые позволяют более эффективно идентифицировать интересующие гены — до конца года на него действует скидка 20%.

Для изотермической амплификации ( LAMP) NEB предлагает как отдельные ферменты (Bst ДНК-полимеразы, обратные транскриптазы), так и готовые смеси с возможностью выбора походящего способа детекции продуктов. Это направление довольно популярно: за последний год были опубликованы результаты 183 исследований, связанных с SARS-CoV-2, для которых были использованы реагенты для LAMP от компании NEB.

Из наборов для создания NGS-библиотек Наталья Зеленова выделила разработанные в NEB наборы для секвенирования SARS-CoV-2 с реализацией протокола ARTIC, совместимые с платформами Illumina и Oxford Nanopore Technologies.

Далее с докладом о роли нанопорового секвенирования в молекулярной диагностике выступила специалист научной поддержки SkyGen Наталья Демиденко. Компания Oxford Nanopore Technologies представила портативный нанопоровый секвенатор MinION, для работы которого достаточно ноутбука и подключения к сети Интернет. Прибор такой маленький, что помещается в ладонь.

MinION основан на технологии нанопорового секвенирования, поэтому отличается большой длиной ридов. Пробоподготовка быстрая и простая (от десяти минут), а первые результаты секвенирования можно получить через пять минут после начала, что позволяет остановить процесс на раннем этапе в случае выявления каких-либо ошибок и начать заново. Максимальная производительность секвенатора — до 30 гигабаз за один запуск.

Наталья Демиденко ответила на некоторые часто задаваемые вопросы, связанные с технологией нанопорового секвенирования. Считается, что этот метод обладает низкой точностью. Так было на начальных этапах, но современные его модификации позволяют добиваться точности до 99,8%.

Из-за необходимости подключения к интернету во время секвенирования некоторые исследователи опасались утечки данных. Наталья заверила, что подключение требуется только в первые 15 минут процесса для калибровки и проверки отсутствия ошибок.

Стоимость нанопорового секвенирования сравнима со стоимостью секвенирования другими методами, а обучение методу со специалистами компании длится 1–2 дня. Подготовка проб для нанопорового секвенирования не занимает много времени, однако нужно четко контролировать их чистоту. Результаты секвенирования можно сохранить в стандартном формате FASTQ.

Нанопоровое секвенирование находит применение в очень разных областях. Наталья Демиденко остановилась подробнее на его применении в эпидемиологии. Ряд исследований показал, что этот метод обладает достаточным уровнем точности для мониторинга инфекционных заболеваний. У Oxford Nanopore Technologies также есть ряд решений для филогенетического анализа проб, позволяющего осуществлять мониторинг резистентности микроорганизмов к антимикробным препаратам (пайплайн WIMP-ARMA), и протоколов для секвенирования SARS-CoV-2 (ARTIC и Midnight, появившийся в сентябре 2021 года).

Последний доклад симпозиума, посвященный технологиям 10х Genomics для исследования генома, экзома и транскриптома единичных клеток, представил Тимур Ягудин. Новинка компании — станция Chromium™ X. Она позволяет инкапсулировать отдельные клетки в эмульсионные капли и баркодировать индивидуальные молекулы нуклеиновых кислот в них для последующего NGS-анализа.

Основное преимущество этой станции — высокая производительность: можно анализировать больше образцов и больше клеток за раз. Высокопроизводительные киты с 16 каналами на чипе позволяют пользователю процессировать от 2000 до 20 000 клеток на канал (2000–60 000 клеток с мультиплексом).

В конце Тимур подчеркнул, что компания предоставляет свое программное обеспечение для работы с данными, получаемыми с использованием системы Chromium™ X, однако возможна также реализация индивидуально разработанных протоколов анализа.

Информация о выступающих

Зеленова Наталья Александровна, специалист научной поддержки SkyGen

Демиденко Наталья Владленовна, специалист научной поддержки SkyGen

Ягудин Тимур Анверович, специалист научной поддержки SkyGen