Rapid antibiotic-resistance predictions from genome sequence data for Staphylococcus aureus and Mycobacterium tuberculosis ehk Mykrobe predictor Phelim Bradley et al., 2015 | Nature communications Bioinformaatika ajakirjaklubi | Märt Roosaare | 2016

Mykrobe - miks seda vaja on? Antibiootikumide suhtes resistentsete bakterite hulk kasvab – resistentsuse määramine oluline Kliinilises analüüsis olemas peamised eeldused sekveneerimise kaasamiseks, kuid analüüsiprogrammid kehvad Lähedased liigid võivad isoleeritud bakterite proovides sees olla ning tulemusi muuta

Peamised nõuded tööriistale Määrab liiki ja resistentsust otse lugemitest ilma assambleerimiseta Kiire (vastus minutitega) Täpne (võrreldav kasutuses olevate laboratoorsete meetoditega) Saab hakkama ka lihtsa seguga (kaks bakterit) Võimalik laiendada suvalisele bakterile (hetkel kaks liiki) Drag-and-drop – lihtne kasutada igaühel ja ei nõua serveri võimsust

Võrdlusmeetodid KvarQ SeqSphere

Tööpõhimõte Kogutakse andmebaas märklaudadest - resistentsusgeenid, resistentsust põhjustavad mutatsioonid ja liigipõhised markerid Luuakse märklaud-graaf - info märklaud-alleelide kohta salvestatakse de Bruijni graafi kujul Tehakse proovi graaf - proovi lugemitest võetakse välja lugemid, mis on esindatud ka märklaud-graafis Graafe võrreldakse omavahel – see näitab, millised alleelid olid proovis esindatud

Graafist lähemalt Iqbal et al., Nature Genetics 2015

Parameetrid ja vastus Vastus iga alleeli kohta kolme tüüpi: Antibiootikumile vastuvõtlik Väiksema sagedusega alleel resistentne Suurema sagedusega alleel resistentne Piirväärtus millal tuvastatakse antibiootikumi resistentsus (alleeli esinemise sagedus) – määrati katseliselt (test ja treeningandmestik) FDA nõuded: valenegatiivsed < 1,5%, valepositiivsed < 3%

S. aureus PEN – ka paljud tavalised meetodid alahindavad resistentsust

M. tuberculosis Resistentsusmehhanismid halvasti kirjeldatud

Vead või resistentsuse „vigurid“ ?

Kahe bakteri segust väiksema omaduste tuvastamine S. aureus 1000 proovi 27 proportsioonis 540 proovi – koagulaas-negatiivne 1000*27 proovi

Mykrobe võrdlus teiste programmidega

Mykrobe tulemused kokkuvõttes S. aureus Tundlikkus ja spetsiifilisus > 99% Sama hea või paremad kui laboratoorsed meetodid Resistentsus geneetilisel tasemel hästi kirjeldatud M. tuberculosis Spetsiifilisus kõrge 98,5% Tundlikkus 82,6% - võrreldav peamiste meetoditega, parim meetod tundlikum, kuid palju aeglasem (4-6 nädalat vs minutid) Veel tundmatud resistentsusmehhanismid!

Kiire kasvuga bakterid

Aeglase kasvuga bakterid

MinION – kas on võimalik? 24h run, vastused identsed fenotüübiga, oleks saanud ka 7 tunniga – tehti MDR s. aureuse peal. Jookseb ka tableti, telefoni ja isegi mikroarvuti (raspberry Pi) peal