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Secuenciación portátil de Mycobacterium tuberculosis para uso clínico y epidemiológico., Diapositivas de Fisiología

Un estudio sobre la secuenciación portátil de mycobacterium tuberculosis utilizando la plataforma ont, y su aplicabilidad para el análisis de resistencia a medicamentos y la reconstrucción filogenética. El estudio muestra que la plataforma ont es útil para la detección de variantes de resistencia bien establecidas, pero su alta tasa de error requiere una corrección híbrida con illumina. Además, se demuestra la posibilidad de incluir regiones genómicas adicionales en las canalizaciones de llamada de variantes, como el pe / ppe genes, y el uso de genomas de referencia específicos del linaje para mejorar la resolución de grupos de transmisión.

Tipo: Diapositivas

2022/2023

Subido el 29/12/2023

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TIRADO VALLADARES BLANCA
GERMANIA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
MAESTRÍA EN BIOMEDICINA
LABORATORIO DE
ANALISIS Y DIAGNOSTICO DE ENFERMEDADES
INFECCIOSAS
Portable sequencing of Mycobacterium tuberculosis for
clinical and epidemiological applications
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¡Descarga Secuenciación portátil de Mycobacterium tuberculosis para uso clínico y epidemiológico. y más Diapositivas en PDF de Fisiología solo en Docsity!

TIRADO VALLADARES BLANCA GERMANIA

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD

MAESTRÍA EN BIOMEDICINA

LABORATORIO DE

ANALISIS Y DIAGNOSTICO DE ENFERMEDADES

INFECCIOSAS

Portable sequencing of Mycobacterium tuberculosis for clinical and epidemiological applications

INTRODUCCION

Mycobacterium tuberculosis es uno de los

agentes infecciosos individuales más mortales,

que lleva a 1,5 millones de muertes asociadas en

Se distribuye filogeográficamente en linajes

definidos que pueden determinar la aparición de

resistencia a los medicamentos, la rifampicina y

la isoniazida de primera línea

Resistencia a fármacos se ha atribuido a

mutaciones espontáneas, como polimorfismos

de un solo nucleótido (SNP) y pequeñas

inserciones y deleciones (indels) en genes que

codifican dianas de fármacos enzimas

convertidoras de fármacos o loci implicados en el

transporte de moléculas pequeñas

OBJETIVOS

  • (^) Evaluar la viabilidad de la plataforma ONT para aplicaciones tecnología de ADN

extraído de aislados de M. tuberculosis. En un análisis por pares, comparando

datos de secuencia WGS resultantes con los generados en la plataforma Illumina,

y concordancia en las llamadas de variantes entre los métodos y la posibilidad de

incluir regiones genómicas tradicionalmente excluidas en el análisis,

como pe / ppe.

  • a detección de resistencia a los medicamentos.25–27], encontrando buena

concordancia entre Illumina y ONT, o en análisis WGS [28]. Para los datos de

secuenciación de ONT, una distribución de cobertura uniforme a lo largo del

cromosoma

Estos aislados cubrieron los linajes 1 (L1: 1.1.2, n = 1; 1.1.3.2, n = 1), 2 (L2: Beijing 2.2.1, n = 3), 3 (L3: n = 4) y 4 ( L4: 4,9, n = 1). La secuenciación con la plataforma ONT produjo una mediana de 67 939 lecturas por muestra, con una mediana de longitud de lectura de 3806 pb. Datos de Illumina (mediana del número de lecturas: 1 687 571; longitud de lectura: 75–100 pb) se generaron para las mismas muestras El mapeo del genoma de referencia (H37Rv GCA_000195955.2) condujo a una alta profundidad de cobertura para todas las muestras (profundidad de cobertura promedio: Illumina 93,6 veces, ONT 72,2 veces) normalizada por cuatro genes domésticos ( gyrB , gyrA , rpoB y rpoC )

Fig B. Diagramas de caja de cobertura normalizada por gen por muestra para los 10 pares Los niveles de cobertura

normalizados en los datos de ONT por debajo de 0,5 coincidieron con las regiones eliminadas específicas del linaje

(p. ej., RD152 en el linaje 2). C. Cobertura normalizada por gen por muestra por grupo de la siguiente manera:

genes no pe / ppe , genes pe / ppe conservados y genes pe / ppe con variantes estructurales; P ajustado <0,001.

Fig D. Distribución de cobertura normalizada por muestra por gen por contenido de GC para cada plataforma de

secuenciación. A la izquierda, cobertura obtenida alineándose a la referencia H37Rv; a la derecha, cobertura obtenida

alineándose con ensamblajes específicos del linaje PacBio.

Figura S2. Correlación de la cobertura normalizada entre las plataformas Illumina y Oxford

Nanopore Technology (ONT)

la mayoría de los genes muestran una mayor cobertura en los datos ONT. Los genes con cobertura normalizada < 0,1 tanto en Illumina como en ONT representan deleciones verdaderas. Los genes anotados (Rv0797 y Rv1765c) destacan dos casos en los que la cobertura fue mayor en los datos de Illumina debido a regiones repetitivas (secuencia de inserción y gran similitud de un gen eliminado que pertenece a RD152 a Rv2015c, respectivamente).

Figura S3. Curva característica del operador del receptor para la tasa de error

de los datos de Oxford Nanopore Technology (ONT)

Alelo alternativo de 0,7,

manteniendo la tasa de

verdaderos positivos > 97 % y la

tasa de verdaderos negativos >

91 %, y la tasa de falsos

positivos < 1 % eliminando las

regiones repetitivas y mal

cubiertas en las alineaciones

Figura S5. Profundidad de cobertura y correlación de fracción de profundidad

de alelo alternativo entre Illumina y Oxford Nanopore Technology (ONT) para

SNP llamados en ambas plataformas.

A. muestra una buena

correlación entre la profundidad

de lectura en posiciones con SNP

concordantes; (B) muestra cómo

las lecturas de ONT son más

ruidosas que las

correspondientes lecturas de

Illumina, con la fracción de

profundidad de alelo alternativo

para ONT con valores más bajos

(0,7-1) que la plataforma de

Illumina (>0,92).

Tipificación de cepas y filogenética

Los aislamientos están coloreados por linaje. El perfil de resistencia a los medicamentos obtenido mediante pruebas fenotípicas de susceptibilidad a los medicamentos se muestra en las etiquetas ( A ) El árbol filogenético revela un alto grado de concordancia y agrupación de réplicas secuenciadas usando plataformas ONT e Illumina, reconstruidas con 3955 SNP excluyendo regiones genómicas repetitivas

Árbol filogenético de muestras secuenciadas de ONT utilizando los 3955 SNP además de 568 sitios polimórficos más ubicados en genes pe / ppe , así como redes de transmisión para grupos de linaje L2 (S8 y S9) y L3 (S2, S3 y S4) con SNP distancias agregaron 568 SNP adicionales de alta calidad, lo que resultó en un SNP adicional dentro del grupo de transmisión de L2 (S8, S9) y cuatro SNP adicionales para L3 (S2, S3, S4), lo que aumentó ligeramente las diferencias obtenidas dentro de muestras muy similares

Cladograma que representa el orden de ramificación con longitudes de rama iguales para los 10 pares de aislamientos de Illumina y ONT (A) y solo los 10 aislamientos de ONT (B); INH = isoniazida, STR = estreptomicina.

Figura S6. Cladograma de Oxford Nanopore Technology (ONT) y aislamientos

secuenciados de Illumina

CONCLUSIÓNES

• Los datos obtenidos a través de este análisis respaldan el uso de plataformas de secuenciación

ONT para la detección de variantes de resistencia a fármacos bien establecidas y la reconstrucción filogenética, con una aplicación potencial en el análisis de transmisión, ya que el proceso de llamada de variantes de SNP subyacente parece sólido. Sin embargo, debido a la alta tasa de error, Illumina sigue siendo la mejor opción para el análisis de indel pequeño, lo que sugiere que para su estudio preciso con datos ONT, se justifica un enfoque de corrección híbrido.

  • (^) Además, demostramos la posibilidad de incluir regiones genómicas adicionales en las canalizaciones de llamada de variante estándar, como el pe / ppe genes, que debido a sus implicaciones en la patogenicidad y las interacciones huésped-patógeno podrían dar una idea de las implicaciones epidemiológicas, así como mejorar potencialmente la resolución de los grupos de transmisión. Además, para las variantes en arreglos genéticos más complejos que podrían no capturarse con la referencia H37Rv, el uso de genomas de referencia específicos del linaje podría ser práctico.
  • (^) Por lo tanto, la tecnología portátil MinION podría implementarse y es probable que gane impulso para aplicaciones de detección de resistencia a medicamentos, filogenética o epidemiológica, brindando una asistencia muy necesaria en el control de la TB, especialmente en entornos de alta carga donde los impactos serán mayores.