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DNA senza cellula: Il futuro di Non Cultura ha basato la microbiologia

Un articolo di prospettiva pubblicato in chimica clinica ha discusso la possibilità di utilizzare il DNA microbico (cf) senza cellula di circolazione nella microbiologia dell'cultura-indipendente. Questo articolo specificamente esamina la prova di Karius per individuare gli agenti patogeni che ha una tariffa più veloce che la prova convenzionale.

Prova di KariusCrediti di immagine: foto/Shutterstock.com di scienza

Che cosa è la prova di Karius?

La prova di Karius è un'analisi del sangue quel DNA senza cellula microbico di sequenze. Offre un più grande rendimento diagnostico e un tempo più veloce a prove convenzionali relative per diagnosticare l'invasività sconosciuta.

Metagenomics: il futuro della caratterizzazione microbica

Metagenomic rappresenta l'orientamento futuro per l'epidemiologia e gli studi umani del microbiome. Specificamente, l'ordinamento di prossima generazione metagenomic (mNGS) è essenziale nell'identificazione dell'agente patogeno causale, che rimane una sfida nella regolazione clinica.

In altre impostazioni, il DNA senza cellula del plasma (cfDNA) che ordina è stato usato per i sistemi diagnostici prenatali del cancro come pure della selezione.

Nell'applicare il mNGS del cfDNA del plasma, gli studi hanno identificato le sequenze microbiche del DNA non attribuibili agli organismi dell'agente inquinante. Questi sono creduti per rappresentare le componenti del microbiome umano. Ulteriore lavoro ha rivelato il materiale genetico virale atipico (virome) ed i nuovi batteri >1000.

Ciò ha dimostrato che il mNGS del cfDNA del plasma può caratterizzare il DNA dai microbi nella circolazione sanguigna dagli organismi che risiedono nel tessuto circostante. Ciò rappresenta i mezzi di diagnostica della malattia infettiva come descritta dalla prova di Karius (microbiologia della natura).

Prova d'ordinamento di prossima generazione facendo uso di libero DNA delle cellule

Il flusso di lavoro della prova di Karius può essere riassunto come la separazione del plasma, l'estrazione di cfDNA, il preparato del campione e della libreria, la coppia di basi che ordinano, il confronto microbico del database di sequenza e segnalazione. Questa analisi ha il potenziale di caratterizzare 1250 agenti patogeni (quantificati come le molecole per microliter (MPM) e flusso di lavoro possono generare i risultati in un calendario clinicamente pertinente.

Valutazione della validità analitica della prova di Karius

In pratica, la prova di Karius si è applicata alla prova paziente per la sepsi. La convalida di questa prova è stata realizzata con 13 organismi che si sono aggiunti ai campioni. Tuttavia non tutti gli organismi sono stati rappresentati e la segnalazione era quantitativa.

Questo insieme di dati limitato di convalida, insieme a quantificazione fa sfidare dell'interpretazione della prova; specialmente come popolazioni pazienti differenti distorca il rapporto del DNA del microrganismo che pregiudica sia la specificità che la limite-de-rilevazione della prova.

Inoltre, la prova di Karius aggiunge le sequenze di controllo agli esemplari per normalizzare il valore di MPM. Tuttavia, ci sono - taglio - offs non chiari per la differenziazione degli agenti patogeni dai nonpathogens ed in modo dalla misura quantitativa di cfDNA microbico non riesce. Ciò impedisce l'identificazione dell'agente patogeno più pertinente in un campione.

Un'emissione supplementare è l'incapacità di individuare i virus a RNA (enterovirus, virus di epatite, virus di febbre emorragica e virus respiratori). I virus a RNA sono clinicamente importanti, caratterizzando nei termini quali meningoencefalite e sepsi come pure viaggiatori con le malattie non spiegate. La biologia molecolare di fondo degli agenti patogeni è considerata raramente quando differenziale diagnostica la pazienza.

La prova di Karius nelle infezioni polimicrobiche

La prova di Karius è indicata per potere individuare un agente patogeno probabile dentro più di 50% dei casi pazienti. Tuttavia, molti pazienti hanno fatti parecchi identificare microbi e quelli individuati o microrganismi che comprendono il microbiome umano. Ciò è non sorprendente data l'uso del cfDNA del plasma.

Una considerazione importante è che ad infezioni basate a tessuto sono spesso polimicrobiche e non tutti gli organismi hanno la capacità di essere identificato determinato. Le rilevazioni microbiche multiple, quindi, riflettono il fatto che le infezioni sono polimicrobiche in natura. Tuttavia, l'incapacità di determinare la posizione di questi microbi rende le interpretazioni cliniche difficili; ciò è particolarmente importante in pazienti che sono a rischio di rottura mucosa della barriera.

Identificazione spettro e della durata antimicrobici di terapia

Non è possibile aggirare l'emissione dei polymicrobes amministrando gli antibiotici ai pazienti prima che i campioni siano ottenuti. Sebbene questi uccidano le specie batteriche non si dividono, essi possono continuare a spargere il cfDNA che è individuato dalla prova di Karius.

La prova di Karius non rivela la predisposizione antimicrobica (il trattamento di determinazione quale terapia antimicrobica riuscirà in pazienti che soffrono da batterico/micosi), tuttavia, può rimanere positiva dopo che le culture sono trattate con gli antibiotici. Ciò che trova spiega perché agenti patogeni che la polmonite comunità-acquistata causa non è confermata dalla cultura-prova.

Tipicamente, la terapia per questa considera gli agenti patogeni causali. Tuttavia, l'incapacità di identificare gli agenti patogeni alle nelle infezioni basate a tessuto può provocare il trattamento antibiotico prolungato di vasto-spettro che è prescritto.

Identificando un agente patogeno che causa la polmonite comunità-acquistata, il processo decisionale circa sia la durata che lo spettro della terapia può essere informato.

Agenti patogeni causativi di rivelazione mancanti tramite le terapie convenzionali

La prova di Karius può identificare gli agenti patogeni probabilmente da mancare con i metodi convenzionali. Questi comprendono micobatterico e le micosi. Del plasma del cfDNA del mNGS aiuti anche nella diagnosi delle infezioni dilaganti in pazienti che immunocompromised, o non favorevole alla prova dilagante. Questi pazienti ricevono tipicamente la terapia antibatterica.

Tuttavia, la decisione per cominciare la terapia antifungosa o antimycobacterial richiede il processo decisionale clinico che è supportato dalla prova di laboratorio che soffre da una prestazione suboptimale. Una valutazione completa dell'esigenza di queste terapie richiede la campionatura dilagante.

Identificando un agente patogeno, il processo decisionale clinico è informato ed il rischio di quantità negativa deriva dalla campionatura dilagante e l'incubazione estesa è evitata.

La prova di Karius è ad un'analisi basata non cultura quel mNGS del cfDNA dell'ufficio per la diagnosi della malattia infettiva. Altre scelte sono disponibili ed i clinici più valutano le priorità per determinare i migliori mezzi adi uso basato non cultura di analisi.

Il costo delle analisi è egualmente una considerazione importante per i clinici. La prova di Karius costa tipicamente oltre $2000. Sempre più, la vendita di queste prove commerciali altamente complesse ai fornitori che non possiedono la competenza del laboratorio necessaria sta accadendo. Come tale, la valutazione della critica potenziale è necessaria prima che le decisioni informate sulla sua entrata in vigore siano prese dai consegnatari.

Ci sono parecchie a valutazioni basate non cultura dei microrganismi causativi della malattia in pazienti. Mentre la prova di Karius rappresenta un metodo di promessa, c'è la necessità di valutare estesamente tutti i metodi prima della costruzione dell'approccio conciso ai sistemi diagnostici della malattia infettiva, compreso l'incorporazione dei metodi del mNGS.

Sorgenti

Peaper, il distacco & Durant, ST (2020) possono DNA microbico senza cellula di circolazione portarci nel futuro di microbiologia dell'indipendente della cultura? Chimica clinica. doi: 10.1373/clinchem.2019.304220

TUM di Blauwkamp et al. analitici e convalida clinica di un DNA senza cellula microbico che ordina prova per la malattia infettiva. Microbiologia nazionale. doi: 10.1038/s41564-018-0349-6

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Last Updated: Mar 10, 2020

Hidaya Aliouche

Written by

Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

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