Новый метод исследования генома вируса Эбола может ускорить и удешевить эпиднадзор для стран Западной Африки и помочь обнаружить новые формы вируса. Подробная процедура предоставляется исследовательскому сообществу вместе с исследовательской статьей, которая находится в свободном доступе в журнале с открытым доступом Genome Biology.
Текущая вспышка лихорадки Эбола в Западной Африке, в которой зарегистрировано более 13000 случаев заболевания и почти 5000 смертей в восьми пораженных странах, является крупнейшей на сегодняшний день, первой из них распространилась на густонаселенные городские районы и представляет собой первый случай, когда вирус был диагностирован за пределами Африки.
Эксперты говорят, что для сдерживания нынешней вспышки эпиднадзор остается ключевым фактором. Обнаружение геномов вирусной РНК у пациентов с подозрением на лихорадку помогает подтвердить диагноз лихорадки Эбола и помогает принять решение о помещении пациентов в карантин и начать отслеживание их контактов. Тем не менее, секвенирование вирусных геномов непосредственно из образцов крови сопряжено с множеством проблем. Образцы содержат очень мало вирусной РНК и сильно загрязнены человеческой РНК, в то время как жаркий климат вызывает быструю деградацию вирусного материала РНК, а меры биобезопасности усложняют работу с образцами. Таким образом, несколько геномов вируса Эбола были секвенированы.
Исследования, проведенные Институтом Броуда, США, теперь выявили новый метод секвенирования геномов вируса Эбола, который снижает загрязнение РНК человека с 80% до менее чем 0.5%, и доказала свою эффективность благодаря быстрому секвенированию почти 100 образцов крови пациентов с Эболой из текущей вспышки со сроком обработки 10 дней. Этот метод также является рентабельным и может помочь странам Западной Африки быстро и эффективно отслеживать вспышки при ограниченных ресурсах.
Первоначально исследовательская группа разрабатывала метод секвенирования вируса Ласса, вызывающего геморрагическую лихорадку, распространенную в Западной Африке. Они смогли определить лабораторную процедуру с использованием ферментов и химических реагентов, которая привела к почти полному удалению загрязненной РНК человека из образцов, взятых при лихорадке Ласса. Как только вспышка Эболы распространилась на их исследовательский центр в Сьерра-Леоне, их попросили испытать свой недавно разработанный метод секвенирования.
Используя улучшенный подход к секвенированию, команда обработала образцы от 78 пациентов с Эболой и в три раза сократила обычную продолжительность процесса. Их метод также снизил затраты, позволив им секвенировать и собрать больше вирусных геномов, используя меньшее количество шагов с более высокой вероятностью успеха.
Ведущий автор Кристиан Матранга из Института Броуда сказал: "Мы были удивлены, что наша стратегия так хорошо сработала с такими разнообразными и зачастую сложными образцами неопределенного качества и количества. И благодаря скорости нашего подхода мы смогли быстро сделать вирусные генетические данные доступными для научного сообщества, чтобы своевременно получать информацию для текущих усилий по надзору и контролю в этой области."
Новый подход не основан на использовании ранее известных последовательностей РНК вируса Эбола для начала секвенирования новых образцов. Это означает, что метод также смог раскрыть последовательности РНК необычных генетических вариантов вируса. Эта информация может помочь исследователям понять эволюцию вируса, пролить свет на передачу вируса и позволить более глубоко изучить вирусный геном, включая биологические особенности вируса и процесс репликации. Авторы говорят, что этот метод может быть применен и для изучения совершенно новых РНК-вирусов, вызывающих лихорадку неизвестного происхождения.
Инструменты и протоколы, разработанные командой, теперь распространяются, чтобы позволить лабораториям в Западной Африке и во всем мире быстро секвенировать клинические образцы от пациентов с Эболой для информирования их ответных мер на вспышку.
Поскольку пик сезона лихорадки Ласса только начинается, эти методы также позволяют получить аналогичное представление об эволюции вируса Ласса в Нигерии и Сьерра-Леоне.
Пардис Сабети из Института Броуда, соавтор исследования, сказал: "Мы очень рады, что можем поделиться нашими протоколами с научным сообществом. Мы надеемся, что многие лаборатории по всему миру скоро будут собирать важные данные о последовательностях вируса Эбола, чтобы помочь в принятии ответных мер. Мы особенно рады, что наши выдающиеся сотрудники в Западной Африке вскоре возглавят эту работу. "
Энди Гнерке из Broad Institute, соавтор исследования, сказал: "The Broad на протяжении многих лет глубоко привержена разработке инструментов для секвенирования многих РНК-вирусов, включая ВИЧ, денге, RSV и HCV. Мы были очень рады, что эти подходы могли повлиять на разрушительные вирусы Ласса и Эбола."
Кристиан Матранга добавил: "Поскольку стоимость подготовки и секвенирования относительно невысока, а образцы являются наиболее ценным товаром, наш подход обеспечивает отличную начальную стратегию для секвенирования вирусных образцов. Эти методы универсальны и могут использоваться с любым образцом вирусной РНК. Они обладают потенциалом для быстрого информативного чтения, а также могут помочь разблокировать сложные образцы, которые еще предстоит приготовить или плохо секвенировать с помощью традиционных методов. Мы расширили наше сотрудничество, чтобы гарантировать, что те, кто занимается установлением последовательности новых случаев Эболы, используют аналогичную стратегию. В настоящее время мы обучаем специалистов из федеральных и международных агентств, а также групп в Западной Африке нашему подходу, а также даем возможность лабораториям проводить собственное секвенирование вирусной РНК."