Великобритания разрабатывает генетическую систему раннего предупреждения будущих пандемий

Британские исследователи разрабатывают революционную технологию мониторинга генетических изменений в респираторных вирусах по мере их распространения по миру. Эта система будет использоваться для выявления новых опасных вариантов вирусов по мере их появления и служить системой раннего предупреждения о новых заболеваниях и будущих пандемиях.

Великобритания была на переднем крае геномного надзора за Covid-19 и отвечала за примерно 20% всех геномов Sars-CoV-2, которые были секвенированы по всей планете во время пандемии», — сказал Юэн Харрисон, возглавляющий исследование. проект в Институте Сангера, ведущем мировом центре генетических исследований и секвенирования ДНК.

«Знания и данные, которые мы получили, позволили нам отслеживать — с беспрецедентной скоростью и точностью — Sars-CoV-2, вирус, ответственный за Covid-19, и следить за тем, как он меняется. Это было прекрасным подспорьем в борьбе с болезнью. Теперь мы стремимся внести свой вклад в создание глобального геномного эпиднадзора за всеми респираторными вирусами. В конце концов, это агенты, которые, скорее всего, спровоцируют новые пандемии», — добавил Харрисон.

Иллюстрацией угрозы будущих пандемий служат коронавирусы. За последние 20 лет трижды появлялся ранее неизвестный коронавирус для заражения людей: атипичная пневмония в Китае и соседних странах; Мерс на Ближнем Востоке ; и Covid-19, который затронул всю планету .

Однако именно использование геномных исследований во время пандемии Covid выявило замечательный потенциал технологии. В декабре 2020 года, когда на юго-востоке Англии произошел внезапный рост числа случаев заболевания Covid, технология показала, что этот всплеск был вызван появлением нового, более заразного варианта. Первоначально известный как штамм Kent, позже он был переименован в вариант Sars-CoV-2 Alpha.

Команда, работающая в Институте Сэнгера в Кембриджшире, намерена сделать технологию дешевой, простой в использовании и масштабируемой, чтобы обеспечить глобальное наблюдение за широким спектром вирусов. Целями будут вирусы гриппа, респираторно-синцитиальный вирус (РСВ), коронавирусы и ранее неизвестные патогены.

Конечная цель проекта - "Инициатива по респираторным вирусам и микробиому" - заключается в создании системы, которая будет использовать технологию секвенирования ДНК для идентификации всех видов вирусов, бактерий и грибов в одном образце, собранном из мазка из носа пациента.

"Это открытие сыграло решающую роль", - сказал Джон Силлитоу, руководитель отдела геномного наблюдения Института Сангера. "Мы очень быстро получили геномные данные и увидели, что этот вариант передается с очень высокой скоростью. Внезапно мир увидел, на что способна геномика. Она позволяет увидеть изменения в вирусах гораздо, гораздо быстрее, чем другие методы, и теперь мы собираемся использовать эту возможность".

Команда Сангера сотрудничает с Агентством по безопасности здравоохранения Великобритании, британскими учеными и другими органами общественного здравоохранения в рамках проекта с целью разработки методов, которые позволят им секвенировать - из одного образца - не только один вариант вируса, но и все, которые могут заражать пациента. Как правило, образцы берутся у людей, только что поступивших в больницу, где, скорее всего, впервые появляются признаки нового, зарождающегося заболевания.

Однако такая технология должна быть адаптирована к лабораториям по всему миру. "Не будет ничего хорошего, если Великобритания и одна или две другие развитые страны научатся составлять последовательности геномов респираторных вирусов, а больше никто", - добавил Силлитоу. "Если у нас не будет такого глобального наблюдения, мы не заметим новый опасный вариант, пока он не распространится по большей части планеты".

Чтобы система работала по всему миру, она должна быть самой простой, дешевой, быстрой и легко масштабируемой из всех возможных, говорит Силлитоу. "Во многих лабораториях по всему миру у людей стоят меньшие машины для секвенирования, и они не могут секвенировать столько образцов, сколько мы можем в Сангере. Поэтому мы хотим, чтобы система работала на этих машинах так же хорошо, как и здесь, на наших устройствах большого объема".

Харрисон рассказал "Обсерверу", что в настоящее время тестируются три различные версии технологии. "В ближайшие месяцы мы посмотрим, сможем ли мы поменять местами части и, возможно, в итоге получим гибрид. Цель состоит в том, чтобы получить пригодную для эксплуатации систему через год, хотя и после этого всегда будет возможность для усовершенствований", - добавил он.

"Решающим моментом является то, что мы должны разработать систему, которая использует недорогие реагенты, не требует команд высококвалифицированных техников и может быть использована в широких масштабах. Тогда мы действительно сможем изменить ситуацию".

"В настоящее время для многих респираторных вирусов мы секвенировали, возможно, 1,000-2,000 их геномов. В ближайшем будущем мы хотим создать сотни тысяч геномов для каждого из них. Информация, которую они предоставят, будет бесценна не только для отслеживания нового заболевания, но и для ускорения разработки вакцин и лекарств".

Команда Института Сэнгера - не единственная группа ученых, которая работает над расширением геномных исследований для охвата многих других новых вирусов. Центры в США и Германии также работают над подобными проектами.

Великобритания была на переднем крае геномного надзора за Covid-19 и отвечала за примерно 20% всех геномов Sars-CoV-2, которые были секвенированы по всей планете во время пандемии», — сказал Юэн Харрисон, возглавляющий исследование. проект в Институте Сангера, ведущем мировом центре генетических исследований и секвенирования ДНК.

«Знания и данные, которые мы получили, позволили нам отслеживать — с беспрецедентной скоростью и точностью — Sars-CoV-2, вирус, ответственный за Covid-19, и следить за тем, как он меняется. Это было прекрасным подспорьем в борьбе с болезнью. Теперь мы стремимся внести свой вклад в создание глобального геномного эпиднадзора за всеми респираторными вирусами. В конце концов, это агенты, которые, скорее всего, спровоцируют новые пандемии», — добавил Харрисон.

Иллюстрацией угрозы будущих пандемий служат коронавирусы. За последние 20 лет трижды появлялся ранее неизвестный коронавирус для заражения людей: атипичная пневмония в Китае и соседних странах; Мерс на Ближнем Востоке ; и Covid-19, который затронул всю планету .

Однако именно использование геномных исследований во время пандемии Covid выявило замечательный потенциал технологии. В декабре 2020 года, когда на юго-востоке Англии произошел внезапный рост числа случаев заболевания Covid, технология показала, что этот всплеск был вызван появлением нового, более заразного варианта. Первоначально известный как штамм Kent, позже он был переименован в вариант Sars-CoV-2 Alpha.