1. Rapid antibiotic-resistance predictions from genome sequence data for Staphylococcus aureus and Mycobacterium tuberculosis
ehk
Mykrobe predictor
Phelim Bradley et al., 2015 | Nature communications
Bioinformaatika ajakirjaklubi | Märt Roosaare | 2016

2. Mykrobe - miks seda vaja on?
Antibiootikumide suhtes resistentsete bakterite hulk kasvab – resistentsuse määramine oluline
Kliinilises analüüsis olemas peamised eeldused sekveneerimise kaasamiseks, kuid analüüsiprogrammid kehvad
Lähedased liigid võivad isoleeritud bakterite proovides sees olla ning tulemusi muuta

3. Peamised nõuded tööriistale
Määrab liiki ja resistentsust otse lugemitest ilma assambleerimiseta
Kiire (vastus minutitega)
Täpne (võrreldav kasutuses olevate laboratoorsete meetoditega)
Saab hakkama ka lihtsa seguga (kaks bakterit)
Võimalik laiendada suvalisele bakterile (hetkel kaks liiki)
Drag-and-drop – lihtne kasutada igaühel ja ei nõua serveri võimsust

4. Võrdlusmeetodid
KvarQ
SeqSphere

5. Tööpõhimõte
Kogutakse andmebaas märklaudadest - resistentsusgeenid, resistentsust põhjustavad mutatsioonid ja liigipõhised markerid
Luuakse märklaud-graaf - info märklaud-alleelide kohta salvestatakse de Bruijni graafi kujul
Tehakse proovi graaf - proovi lugemitest võetakse välja lugemid, mis on esindatud ka märklaud-graafis
Graafe võrreldakse omavahel – see näitab, millised alleelid olid proovis esindatud

6. Graafist lähemalt
Iqbal et al., Nature Genetics 2015

8. Parameetrid ja vastus Vastus iga alleeli kohta kolme tüüpi:
Antibiootikumile vastuvõtlik
Väiksema sagedusega alleel resistentne
Suurema sagedusega alleel resistentne
Piirväärtus millal tuvastatakse antibiootikumi resistentsus (alleeli esinemise sagedus) – määrati katseliselt (test ja treeningandmestik)
FDA nõuded: valenegatiivsed < 1,5%, valepositiivsed < 3%

9. S. aureus
PEN – ka paljud tavalised meetodid alahindavad resistentsust

10. M. tuberculosis
Resistentsusmehhanismid halvasti kirjeldatud

11. Vead või resistentsuse „vigurid“ ?

12. Kahe bakteri segust väiksema omaduste tuvastamine S. aureus
1000 proovi
27 proportsioonis
540 proovi – koagulaas-negatiivne
1000*27 proovi

13. Mykrobe võrdlus teiste programmidega

14. Mykrobe tulemused kokkuvõttes
S. aureus
Tundlikkus ja spetsiifilisus > 99%
Sama hea või paremad kui laboratoorsed meetodid
Resistentsus geneetilisel tasemel hästi kirjeldatud
M. tuberculosis
Spetsiifilisus kõrge 98,5%
Tundlikkus 82,6% - võrreldav peamiste meetoditega, parim meetod tundlikum, kuid palju aeglasem (4-6 nädalat vs minutid)
Veel tundmatud resistentsusmehhanismid!

15. Kiire kasvuga bakterid

16. Aeglase kasvuga bakterid

17. MinION – kas on võimalik?
24h run, vastused identsed fenotüübiga, oleks saanud ka 7 tunniga – tehti MDR s. aureuse peal. Jookseb ka tableti, telefoni ja isegi mikroarvuti (raspberry Pi) peal