Eén metagenomische test voor detectie van alle virussen in één keer tegelijk

Delen via:

Ellen Carbo promoveerde op 17 mei aan de Universiteit Leiden op haar proefschrift getiteld ‘Metagenomic sequencing in clinical virology: advances in pathogen detection and future prospects’. Als promotor trad op prof. dr. A.C.M. Kroes. Dr. J.J.C. de Vries en dr. I.A. Sidorov waren copromotoren. Carbo is werkzaam als medisch moleculair microbioloog in opleiding in het Amsterdam UMC en is tevens coördinator van de special interest group bioinformatics voor de Nederlandse Vereniging voor Medische Microbiologie (NVMM).

Foto: Froukje Vernooij

Wat was het doel van je promotieonderzoek? 

Om virussen te detecteren zoekt men in de hedendaagse diagnostiek gericht naar een of meerdere specifieke virussen. Vaak wordt dit gedaan door het inzetten van een gerichte polymerase chain reaction (PCR)-test. Hiervoor moet men echter wel al een vermoeden hebben welk virus bij een patiënt wordt verwacht. Vaak is het vermoeden echter onjuist of heeft men geen idee welk virus wordt verwacht. Het doel van dit promotieonderzoek was daarom om één metagenomische test op te zetten om alle virussen in één keer tegelijk te detecteren direct vanuit een patiëntenmonster. Bij deze test wordt het hele metagenoom in kaart gebracht door al het genetisch materiaal, rechtstreeks uit een patiëntenmonster, op te werken en te analyseren op de aanwezigheid van virale micro-organismen. 

Wat wil jij dat de klinische dokter van jouw onderzoek weet? 

Metagenomic sequencing biedt de optie om bij infecties waarbij er met reguliere diagnostiek geen pathogeen wordt gevonden, toch de verwekker in kaart te brengen. In mijn promotieonderzoek heb ik alleen gekeken naar virussen, maar andere micro-organismen zijn ook in kaart te brengen met de metagenomische test, zonder dat je hier een kweek bij nodig hebt. De test is niet goedkoop en duurt nog relatief lang, maar zal indien dat verder wordt verbeterd veel vaker ingezet kunnen worden bij patiënten waar een verdenking op infectie blijft maar waar diagnostiek naar een pathogeen negatief blijft. Hierdoor zal bij meer patiënten een ziekteverwekker worden gevonden, waardoor er adequater behandeld kan worden.

Wat was het meest frustrerende onderdeel van je onderzoek?

Ingezonden patiëntenmateriaal bestaat vaak minder dan 0,1% uit virussen. Dat maakt het zoeken naar een eventueel aanwezig virus erg lastig; het is eigenlijk als zoeken naar een speld in een hooiberg. In veel patiëntenmaterialen bestaat het merendeel van het genetische materiaal uit humaan DNA en RNA, hiertussen moet je je virale materiaal zien terug te vinden en dan ook nog met een betrouwbare sensitiviteit.

Welk moment/inzicht bracht een doorbraak?

Wat de sensitiviteit van onze test erg ten goede is gekomen, is om – na het opwerken van samples voor next-generation sequencing (NGS) – met behulp van probes het virale materiaal uit een sample te selecteren alvorens te sequencen. Dit leidde ertoe dat we een 100 tot 10.000 keer zo hoge dekking hadden van onze virussen. 

Deze probes hebben duizenden virale targets, ook voor virussen die gewervelde dieren kunnen infecteren. De probes laten tevens enige mismatches toe, waardoor enkele mutaties in een virusgenoom niet meteen tot een negatieve test zouden leiden. Deze eigenschappen van de probes resulteerden er tevens in dat we meteen een werkend sequence-protocol hadden aan het begin van de COVID-19-pandemie. In onze probe-pool zaten probes voor vleermuis-coronasequenties, maar hiermee konden we het SARS-CoV-2-genoom ook meteen perfect in kaart brengen. 

Het is wenselijk om in verschillende laboratoria de metagenomische sequentietest te hebben, want het is ook een belangrijke toevoeging voor surveillance en monitoring bij eventuele nieuwe uitbraken.

Wat is de vervolgvraag die voortkomt uit jouw onderzoek?

Interessant zou zijn als we de test nog accurater zouden kunnen maken zonder gebruik van probes en zo al het genetisch materiaal in kaart brengen, zowel van de gastheer als van het micro-organisme. Dan zou de vervolgvraag namelijk zijn of we de metagenomische test tevens zouden kunnen gebruiken voor de bepaling van de causaliteit van een micro-organisme door middel van transcriptome sequentie-analyse, in plaats van de huidige diagnostiek waarbij we eigenlijk enkel bepalen of een micro-organisme aanwezig is. 

Tevens zouden we de metagenomische sequencedata kunnen gebruiken om te kijken naar genetische eigenschappen van het micro-organisme, zoals resistentie tegen medicatie, of eigenschappen van de gastheer zelf, zoals farmacogenetische profielen. Ook zouden we de metagenomische sequencedata kunnen inzetten voor oncologie en eventuele genetische eigenschappen die een inflammatie beïnvloeden. Een metagenomische test is wellicht iets uit de microbiologie, maar zou in de toekomst zoveel breder inzetbaar kunnen zijn dan enkel het speuren naar micro-organismen. De metagenomische test heeft daarom belangrijke toekomstperspectieven.

Wat neem je zelf mee uit jouw promotieonderzoek? 

Er is nog best veel onbekend over micro-organismen, zo zijn heel veel genomen van micro-organismen bijvoorbeeld nog niet eens volledig uitgewerkt. Met het complete werkveld moeten we zorgen dat micro-organismen en hun werking verder in kaart worden gebracht, dit zal uiteindelijk ook leiden tot betere patiëntenzorg met betrekking tot infecties. Wat ik dan ook erg belangrijk vind, is dat we de hoeveelheid sequencedata die we genereren volledig benutten, maar ook dat we deze sequencedata betrouwbaar verwerken. Dit is dan ook een reden voor het mede-coördineren van een kennisnetwerk voor bioinformatica binnen de medische microbiologie. 

ERC Advanced Grant voor onderzoek naar virusoverdracht in muggen

jun 2024 | Virale infecties

Lees meer over ERC Advanced Grant voor onderzoek naar virusoverdracht in muggen

Podcastserie: CMV-infectie; diagnostiek en management na transplantatie

jun 2024 | Niertransplantatie, Stamceltransplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcastserie: CMV-infectie; diagnostiek en management na transplantatie

Oraal gepotidacine versus nitrofurantoïne bij ongecompliceerde urineweginfectie

jun 2024 | Bacteriële infecties

Lees meer over Oraal gepotidacine versus nitrofurantoïne bij ongecompliceerde urineweginfectie

Bariatrische chirurgie bij mensen met hiv veilig

jun 2024 | Chirurgie, HIV

Lees meer over Bariatrische chirurgie bij mensen met hiv veilig

Vaccins wereldwijd niet overal even effectief

jun 2024 | Vaccinatie

Lees meer over Vaccins wereldwijd niet overal even effectief

Herhaalvaccinatie zorgt voor betere afweer tegen kinkhoest

jun 2024 | Bacteriële infecties, Vaccinatie

Lees meer over Herhaalvaccinatie zorgt voor betere afweer tegen kinkhoest

Maternale vaccinatie ter preventie van RSV in kinderen

9 jan 2024 om 20:00 | Virale infecties

Lees meer over Maternale vaccinatie ter preventie van RSV in kinderen

RSV: inzichten en casuïstiek vanuit de eerste en tweede lijn

27 nov 2023 om 20:00 | Ouderen, Vaccinatie, Virale infecties

Lees meer over RSV: inzichten en casuïstiek vanuit de eerste en tweede lijn

CMV-infecties bij post-transplantatiepatiënten; een behandellandschap in ontwikkeling

6 jun 2023 | Stamceltransplantatie, Virale infecties

Lees meer over CMV-infecties bij post-transplantatiepatiënten; een behandellandschap in ontwikkeling

Webcast Immuuntherapie: herkennen van bijwerkingen en acties voor de niet-oncoloog

12 okt 2022 | Immuuntherapie

Lees meer over Webcast Immuuntherapie: herkennen van bijwerkingen en acties voor de niet-oncoloog

Autoinflammatoire aandoeningen

30 sep 2022

Lees meer over Autoinflammatoire aandoeningen

Vaccinatiezorg voor medische risicogroepen

11 aug 2022 | HIV

Lees meer over Vaccinatiezorg voor medische risicogroepen

Webcast Long covid: wat weten we, wat kunt u verwachten, wat kunt u doen?

10 nov 2021 om 20:30

Lees meer over Webcast Long covid: wat weten we, wat kunt u verwachten, wat kunt u doen?

The ART of Preventing Kidney Damage

12 apr 2021 om 20:00 | HIV, Virale infecties

Lees meer over The ART of Preventing Kidney Damage
Er zijn geen e-learnings gevonden.
Er zijn geen bijeenkomsten gevonden.

Handig: door BLAST van onterechte penicilline-allergie geen last

jun 2024 | Antibioticaresistentie

Lees meer over Handig: door BLAST van onterechte penicilline-allergie geen last

Long COVID groot probleem bij 2 jaar eerder opgenomen patiënten

mei 2024 | Pneumonie, Virale infecties

Lees meer over Long COVID groot probleem bij 2 jaar eerder opgenomen patiënten

COVID-19-vaccin bij HF verhoogt de kans op langer leven

mei 2024 | Hartfalen, Vaccinatie, Virale infecties

Lees meer over COVID-19-vaccin bij HF verhoogt de kans op langer leven

Op zoek naar de juiste verhouding clavulaanzuur bij neonaten

mei 2024 | Bacteriële infecties

Lees meer over Op zoek naar de juiste verhouding clavulaanzuur bij neonaten

Late breaker: helpt een subtiel gezondheidsduwtje om de griepprik te halen?

mei 2024 | Vaccinatie

Lees meer over Late breaker: helpt een subtiel gezondheidsduwtje om de griepprik te halen?

‘Hey ChatGPT, maak even een systematische review voor me’

mei 2024

Lees meer over ‘Hey ChatGPT, maak even een systematische review voor me’

Een luchtig alternatief voor het meten van antibioticaspiegels

mei 2024 | Antibioticaresistentie, Bacteriële infecties, Parasitaire infecties, Virale infecties

Lees meer over Een luchtig alternatief voor het meten van antibioticaspiegels

Klimaatverandering is een verdubbelaar voor antibioticaresistentie

mei 2024 | Antibioticaresistentie, Bacteriële infecties, Parasitaire infecties

Lees meer over Klimaatverandering is een verdubbelaar voor antibioticaresistentie

Uitbraak van septische abortus? Zo pak je het aan

apr 2024 | Bacteriële infecties

Lees meer over Uitbraak van septische abortus? Zo pak je het aan

Podcastserie: CMV-infectie; diagnostiek en management na transplantatie

jun 2024 | Niertransplantatie, Stamceltransplantatie, Virale infecties

Lees meer over Podcastserie: CMV-infectie; diagnostiek en management na transplantatie

Innovatie in de zorg

nov 2019

Lees meer over Innovatie in de zorg

MedNet Infectieziekten 2024-02

mei 2024

Lees meer over MedNet Infectieziekten 2024-02

MedNet Infectieziekten 2024-01

mrt 2024

Lees meer over MedNet Infectieziekten 2024-01

MedNet Infectieziekten 2023-05

dec 2023

Lees meer over MedNet Infectieziekten 2023-05

MedNet Infectieziekten 2023-04

nov 2023

Lees meer over MedNet Infectieziekten 2023-04

MedNet Infectieziekten 2023-03

aug 2023

Lees meer over MedNet Infectieziekten 2023-03

MedNet Infectieziekten 2023-02

mei 2023

Lees meer over MedNet Infectieziekten 2023-02

MedNet Infectieziekten 2023-01

mrt 2023

Lees meer over MedNet Infectieziekten 2023-01

MedNet Infectieziekten 2022-05

dec 2022

Lees meer over MedNet Infectieziekten 2022-05

MedNet Infectieziekten 2022-04

okt 2022

Lees meer over MedNet Infectieziekten 2022-04