Testy na obecność patogenów – którą technikę wybrać?

WGS czy NGS?

„Sekwencjonowanie całego genomu” (WGS, ang. Whole Genome Sequencing) i „sekwencjonowanie nowej generacji” (NGS, ang. Next Generation Seuqencing) to dwa popularne w obszarze bezpieczeństwa żywności pojęcia. Wokół obu z nich narosło jednak wiele nieporozumień i nawet eksperci nierzadko stosują te określenia wymiennie. Mimo że techniki te mają wiele wspólnych elementów, nie są one tożsame.

Sekwencjonowanie DNA

Sekwencjonowanie nowej generacji to metoda polegająca na równoczesnym sekwencjonowaniu milionów fragmentów DNA z jednej lub kilku analizowanych próbek. Sekwencjonowanie całego genomu natomiast to jedno z zastosowań NGS. Oznacza to, że WGS jest specjalnym rodzajem NGS, podczas gdy NGS jest szerszą kategorią – platformy NGS mogą być obejmować również inne techniki, jak sekwencjonowanie celowane czy analizy metagenomowe.

Wady WGS

WGS nie jest najlepszym rozwiązaniem w przypadku rutynowych testów laboratoryjnych w przemyśle spożywczym. Przede wszystkim metoda ta jest stanowczo zbyt droga, by warto było stosować ją w codziennych lub cotygodniowych analizach. Nawet najbardziej wydajne laboratoria wydają setki dolarów na sekwencjonowanie pojedynczej próbki za pomocą WGS. Na potrzeby większości firm spożywczych technika ta jest również za wolna, a żywność jest w jej przypadku zbyt złożonym materiałem badawczym. Pojedyncza próbka produktu spożywczego może zawierać kilka serotypów mikroorganizmu, a WGS jest w stanie analizować jednocześnie tylko jedną odmianę drobnoustroju. Wadą sekwencjonowania całogenomowego jest także generowanie ogromnej ilości danych.

Zalety NGS

Każdy z opisanych problemów związanych ze stosowaniem WGS można jednak wyeliminować dzięki platformom NGS. Podczas gdy sekwencjonowanie całego genomu polega na badaniu pełnego materiału genetycznego, celowane NGS analizuje konkretne fragmenty DNA lub niewielką liczbę najważniejszych genów. Sekwencjonowanie nowej generacji zapewnia laboratoriom oraz producentom żywności większą kontrolę nad procesami analitycznymi, dając możliwość wyboru jak bardzo szczegółowa powinna być charakterystyka danego patogenu. W ciągu 24 godzin platformy NGS są w stanie zidentyfikować gatunek, serotyp i szczep bakterii – wszystko to w ramach pojedynczej analizy.

Rozwiązanie dla branży spożywczej

Platformy NGS są ponadto tańsze i szybsze niż WGS, w przeciwieństwie do sekwencjonowania całogenomowego mogą one również operować na klonach bądź mieszanych populacjach. Warto też podkreślić, że wyniki celowanych analiz NGS są o wiele prostsze w interpretacji. Eksperci bezpieczeństwa żywności nie muszą przeczesywać ogromnych zbiorów danych ani zatrudniać specjalistów z dziedziny bioinformatyki, by zrobili to za nich. Oprogramowanie platform celowanego NGS generuje bowiem gotowe do odczytu raporty, które w zależności od potrzeb pozwalają na łatwą identyfikację gatunków, serotypów i szczepów bakteryjnych.

Źródła:

• https://www.fooddive.com/news/why-whole-genome-sequencing-is-not-the-right-tool-for-routine-pathogen-test/539033/
• https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3841808/