Sequenzierung und Verfolgung der Phylogenie in der COVID-19-Studie (STOPCOVID19)

Die aktuelle Covid-19-Pandemie hat das Gesundheitssystem erheblich belastet und zu einer beispiellosen Reaktion der Regierung geführt, um die Ausbreitung der Krankheit durch soziale Distanzierung und Selbstisolation einzudämmen. Covid-19 ist ein lungenentzündungsähnliches schweres akutes respiratorisches Syndrom (SARS), das durch ein Virus, SARS-CoV-2, verursacht wird und dem SARS-Virus ähnelt, das 2002 für einen weltweiten Ausbruch verantwortlich war. Aufgrund des ursprünglichen SARS-Ausbruchs existiert eine große Menge genomischer Daten für SARS-Coronaviren, die es Forschern ermöglichen zu verstehen, wie sich das neue Virus SARS-CoV-2 entwickelt hat, um beim Menschen so virulent zu sein.

Während Testkits entwickelt wurden, um auf spezifische Gene in der viralen RNA abzuzielen, bietet die Gesamtgenomsequenzierung des Virus einen erweiterten Spielraum, um die Epidemiologie des Virus zu verfolgen. Darüber hinaus kann durch die Verwendung der aktuellen Sequenzierungstechnologie von Oxford Nanopore Technologies (ONT) ein Genom-Scannen in Echtzeit durchgeführt werden und die Identifizierung spezifischer Virusvarianten in Patientenproben ermöglichen. Während sich die Pandemie weiter ausbreitet, wird das Verständnis der Entwicklung des Virus und seiner weltweiten Verbreitung den Forschern helfen, mit der Vorhersage der zukünftigen Ausbreitung des Virus zu beginnen, die Zahl der weltweiten Fälle abzuschätzen und die Entwicklung epidemiologischer Modelle zur Schätzung zu unterstützen ein möglicher Endpunkt der Pandemiekrise. Darüber hinaus ermöglicht die Möglichkeit, Mutationen in Echtzeit zu verfolgen, den Forschern den Zugriff auf eine große Datenmenge, die sie untersuchen können, um potenzielle Ziele für Heilmittel und Impfstoffe zu identifizieren. Diese Daten werden auch in das Design von RNA-basierten therapeutischen Targets und Diagnostika unter Verwendung einer patentierten Array-Technologie einfließen.

In diesem Projekt wollen die Forscher mithilfe der Nanopore-basierten Sequenzierungstechnologie Virusgenome von Patienten zusammenstellen, die sich mit Symptomen von Covid-19 beim Portsmouth Hospital NHS Trust (PHT) in der Region Wessex vorgestellt haben. PHT verfügt in seiner mikrobiologischen Abteilung über Einrichtungen der Sicherheitsstufe 3 (CL3), die für die Inaktivierung des Virus und die Extraktion viraler RNA erforderlich sind, und hat kürzlich mit Tests an potenziellen Covid-19-Patienten begonnen. Virale RNA-Proben von Patienten, die positive Ergebnisse zeigen, werden für die Sequenzierung unter Verwendung der Nanopore-Sequenzierungstechnologie ausgewählt. Ganze Genomsequenzen werden mittels phylogenetischer Analyse verglichen, um die Ausbreitung des Virus innerhalb des lokalen Gebiets zu identifizieren, werden im Kontext anonymisierter Daten auf Patientenebene analysiert, um nach Trends in der Anpassung des Virus zu suchen, und werden mit einer globalen verglichen Datenbank solcher Sequenzen, um bei der Entwicklung globaler Übertragungskarten zu helfen.

Als Teil des COVID-19 Genomics UK Consortium (COG-UK) werden die Forscher dem Konsortium Sequenzierungsdaten beisteuern, das Veränderungen des Virus auf nationaler Ebene überwachen wird, um zu verstehen, wie das Virus mutiert und sich ausbreitet und ob es unterschiedliche Stämme gibt entstehenden