Snelle diagnose door de detectie van niet en/of moeilijk cultiveerbare pathogenen

Traditionele methoden in klinische microbiologische laboratoria gebaseerd op cultuur- en fenotypische
technieken zijn tijdrovend en beperkt in het identificeren van specifieke pathogenen, vooral pathogenen die
langzaam groeien, speciale groeiomstandigheden vereisen of atypische fenotypen vertonen. 16S rRNA gen
sequencing is een krachtige alternatieve methode voor het identificeren van bacteriën, ongeacht hun
groeikarakteristieken. De universele aanwezigheid van het 16S rRNA-gen met variabele regio’s maken het
ideaal voor bacteriële identificatie. De NextGenPCR Thermal Cycler versnelt het PCR-proces aanzienlijk door
het elimineren van rampingtijd en sequencing door middel van Nanopore technologie vergroot de
mogelijkheden tot identificatie van polymicrobiële infecties en het includeren van extractie en PCR controles.
Binnen dit project is een volledig workflow opgezet om pathogenen uit klinische samples binnen één dag te
identificeren met behulp van de NextGenPCR Thermal Cycler en Oxford Nanopore Technologies (ONT)
sequencing doormiddel van de 16S Barcoding kit. Verschillende stappen zijn hiervoor uitgevoerd; (i)
optimalisatie van het amplificeren van het 16s rRNA gen middels het snelle PCR-proces door de NextGenPCR
Thermal Cycler, (ii) Validatie van deze workflow op klinische samples en (iii) vergelijking data-analyse
platforms voor de beste analyse van de data.

Bijna alle klinische samples bevatten genetisch materiaal van het infectieus agentia, waardoor sequencing een aantrekkelijke benadering is voor de detectie en identificatie van pathogenen. Deze nieuwe vorm van moleculaire diagnostiek omzeilt het lange proces van traditionele, op cultuur gebaseerde analyses.

Innovatieve amplicon specifieke next generation sequencing (NGS) technologie heeft de mogelijkheid de ziekteverwekkers op basis van DNA binnen enkele uren te identificeren. Deze aanpak versnelt daarmee de diagnostiek enorm en is met name een waardevolle aanvulling bij niet- of moeilijk kweekbare pathogenen. Dit zorgt ervoor dat de patiënt optimaal behandeld kan worden en er geen onnodige gezondheidsschade optreedt.

Binnen dit project zal gebruik worden gemaakt van sterk geconserveerde primers in een universele PCR, gevolgd door het bepalen van de nucleotiden volgorde. Aan de hand van de verkregen data wordt vervolgens exact bepaald welk(e) micro-organisme(n) verantwoordelijk is/zijn voor de infectie, zelfs wanneer er co-infectie van meerdere pathogenen is opgetreden.

MKB partner Molecular Biology Systems B.V. (MBS) ontwikkelen en verkopen apparatuur waarmee de veelgebruikte PCR extreem snel kan worden uitgevoerd. In samenwerking met MBS, MUMC+ en het lectoraat Analyse Technieken in de Life Sciences wordt binnen dit project een nieuwe moleculaire aanpak opgezet middels de MBS technologie, waarbij op een snelle en gebruiksvriendelijke manier infectieziekten gemonitord kunnen worden wat resulteert in een verbeterd behandelplan.

Alle partners kunnen direct profiteren van de resultaten van dit onderzoek. Zo is er directe vertaling van resultaten naar een nieuwe werkwijze voor MUMC+, zal Avans de resultaten direct integreren in haar onderwijs en zal MBS deze snelle innovatieve werkmethode verder door ontwikkelen in de medische diagnostiek.