Supersekvensering ska avslöja okända infektionssjukdomar

Nästa månad kommer Smittskyddsinstitutet i samarbete med Krisberedskapsmyndigheten att börja använda en helt ny generation utrustning för analys av arvsmassa. Den nya tekniken som kallas massiv parallell pyrosekvensering möjliggör mycket snabb och storskalig analys av dna och rna hos såväl virus, som bakterier och parasiter.

Hundra gånger snabbare

Enligt Lars Engstrand, professor och chef för avdelningen för bakteriologi på Smittskyddsinstitutet, kommer tekniken att medföra radikalt förbättrade möjligheter inom smittspårning och diagnostik.

– Den genetiska informationen hos mikroorganismer används allt oftare vid olika typer av smittspårningsarbete. Nackdelen med dagens tekniker är att man måste rikta in sig på redan kända delar av bakteriens arvsmassa, säger han.

– Detta försvårar identifiering av nya eller muterade mikroorganismer. Med den nya tekniken är det praktiskt möjligt att på kort tid analysera hela arvsmassan hos ett sjukdomsframkallande agens. Det kan till exempel hjälpa oss att mer förbehållslöst leta efter genetiska orsaker till varför vissa bakteriestammar får stor spridning i samhället men inte andra, fortsätter Lars Engstrand.

Inom diagnostiken hoppas Lars Engstrand att tekniken ska ge nya möjligheter att hitta orsaken bakom okända infektionssjukdomar, framförallt virussjukdomar.

– Genom en enda analys kan man till exempel få en bild av allt främmande genetiskt material i ett blodprov från en patient. Resultatet kan sedan jämföras med genetiska databaser över mikroorganismer, säger Lars Engstrand.

Massiv parallell pyrosekvensering är en av ett flertal nya sekvenseringstekniker med hög kapacitet som lanserats de allra senaste åren. Den bygger bland annat på en teknik som utvecklats vid Kungliga tekniska högskolan, KTH, i Stockholm och har vidareutvecklats av ett amerikanskt företag.

Med massiv parallell pyrosekvensering är det möjligt att på sju timmar avläsa mer än 100 miljoner av de nukleotider som bygger upp arvsmassan. Därmed är den ungefär 100 gånger snabbare än konventionell så kallad Sangersekvenseringsteknik. Se illustration nedan.

Generar stora mängder data

I Sverige blir Smittskyddsinstitutet först efter KTH med att införskaffa den nya tekniken.

– Detta är en stor investering. Den innebär att vi också måste förstärka vår kapacitet inom bioinformatik, eftersom tekniken genererar mycket stora datamängder, säger Lars Engstrand.

Ytterligare ett område där han tror att massiv parallell pyrosekvensering kan få stor betydelse är inom forskningen om människans normala tarmflora, till exempel dess kopplingar till sjukdomstillstånd och dess betydelse för resistensöverföring.

Studerar magsårsbakterien

Lars Engstrands egen forskargrupp har i ett amerikanskt samarbete använt den nya tekniken för att studera magsårsbakterien Helicobacter pylori.

– Vi försöker följa hur arvsmassan hos bakterien förändras under långa perioder, upp till tio år, i magsäcken hos enskilda individer. Hittills kan vi konstatera att behandling av helicobacterinfektion innebär en drastisk förändring för övrig bakterieflora som då får större möjlighet att etablera sig i magsäcken, säger Lars Engstrand.