Cum poate susține automatizarea cererea în creștere pentru secvențierea de generație următoare

Mulțumesc. Ascultați acest articol folosind playerul de mai sus. ✖

Cererea de secvențiere de generație următoare (NGS) crește rapid, iar piața este de așteptat să crească la un CAGR de 15,7% până la 15,7%. 27 de miliarde de dolari până în 2027. Progresele în tehnologia NGS, împreună cu scăderea costurilor de secvențiere a genomului, cresc această cerere într-o serie de domenii terapeutice, inclusiv cancerul, bolile infecțioase și studiul tulburărilor moștenite.

Dar acest interes tot mai mare pentru NGS crește presiunea asupra cercetătorilor pentru a găsi noi modalități de îmbunătățire a eficienței procesului. Pregătirea bibliotecii NGS este un candidat principal pentru îmbunătățire – iar automatizarea este cheia pentru a face acest proces mai eficient.

Complexitățile pregătirii bibliotecii NGS

Crearea unei biblioteci este adesea un proces foarte lung și complex. In primul rand, Materialul genetic extras pentru secvențiere trebuie convertit într-un format care poate fi citit pentru secvențiatorul care va fi utilizat. Materialul genetic pur trebuie să fie fragmentat prin clivaj fizic, enzimatic sau chimic, iar fragmentele sunt apoi convertite într-o bibliotecă printr-o varietate de tehnici enzimatice și de amplificare care adaugă adaptoare de secvență și coduri de bare moleculare.

În fluxurile de lucru de secvențiere direcționată, bibliotecile sunt îmbogățite în continuare prin tehnici de amplificare sau hibridizare. Curățările pe bază de perle și selecția dimensiunilor sunt efectuate în mod repetat în timpul fluxului de lucru pentru a optimiza biblioteca și pentru a elimina produsele secundare de pregătire, cum ar fi dimerii adaptor. Manipularea atentă a fluidelor este vitală la fiecare pas, iar întregul proces poate dura câteva zile.

Automatizarea poate reduce dramatic timpul de lucru și erorile de procesare asociate, permițând oamenilor de știință să configureze o bibliotecă în câțiva pași simpli și apoi să plece. Acest lucru promite să elibereze cercetătorii, astfel încât aceștia să aibă mai mult timp să se concentreze pe sarcini semnificative, cum ar fi analiza datelor. Cu alte cuvinte, automatizarea le permite oamenilor de știință să facă știință reală, mai degrabă decât să se concentreze pe sarcini obositoare, cum ar fi eșantionarea manuală.

Automatizați procesele repetabile

Există mai multe tehnologii emergente pentru a automatiza pregătirea bibliotecii, inclusiv platforme automate de manipulare a lichidelor concepute special pentru aplicații de mare debit. Aceste instrumente combină capete de prelevare, brațe robotizate, hardware integrat, cum ar fi termocicloare și software pentru a automatiza fluxurile de lucru complexe.

Manipulatoarele de lichide mai noi, concepute special pentru aplicații cu debit scăzut până la mediu, pot procesa până la 24 de mostre, cu inovații hardware și consumabile care le permit să-și păstreze funcția de take away, în ciuda faptului că au o amprentă mică.

Unul dintre principalele avantaje ale automatizării este că poate reduce erorile; Cu toate acestea, chiar și procesoarele convenționale de lichide lasă loc erorilor utilizatorului în mai multe părți ale procesului. Erorile cum ar fi deplasarea greșită sau deplasarea greșită a reactivilor și consumabilelor sunt frecvente și pot duce la erori și eșec la pregătirea bibliotecii.

Un studiu care compară un sistem avansat de pregătire automată a bibliotecii cu un manipulator convențional de lichide a constatat că numărul de reacții necesare după pornire pentru manipulatorul convențional a fost de șase, față de zero pentru noul sistem automatizat.

Acest lucru se datorează faptului că noul sistem automat poate stoca mai multe consumabile, poate verifica volumele de reactivi prin detectarea nivelului de lichid și poate încorpora o nouă tehnologie optică pentru a monitoriza puntea în timpul instalării. Această monitorizare asigură faptul că reactivii și consumabilele sunt prezenți în cantitate suficientă și poziționați corect înainte de procesare.

Reduceți fluxul de lucru secvenţial

O altă metodă de pregătire a bibliotecii NGS care devine din ce în ce mai populară este miniaturizarea, care implică utilizarea distribuției audio și a altor tehnici de miniaturizare pentru a micșora fluxul de lucru de secvențiere. Miniaturizarea oferă potențialul de a reduce cantitatea de reactivi și probe necesare, de a crește viteza și productivitatea experimentelor și de a reduce costul total per probă.

Trecerea către medicina de precizie

Tehnologia NGS joacă un rol din ce în ce mai important în orice, de la dezvoltarea diagnosticului până la medicina personalizată. Este o tehnologie care ne-ar putea îmbunătăți în mod dramatic înțelegerea bolilor umane complexe, capacitatea noastră de a combate agenții patogeni emergenti și multe altele.

În oncologie, NGS poate ghida tratamente personalizate pe baza datelor genomice ale pacienților individuali sau a modificărilor moleculare distincte ale tumorilor. Adoptarea automatizării în cercetarea NGS va îmbunătăți eficiența operațiunilor de laborator pentru a ajuta oamenii de știință și analiștii de date să transmită aceste inovații pacienților mai repede decât oricând.

Despre autor:

Alexandru Sahm Are peste 15 ani de experiență puternică în ingineria automatizării și dezvoltarea proceselor și face parte din echipa globală de dezvoltare a produselor NGS de la Beckman Coulter Life Sciences.