Nouvelle plateforme d'analyse métagénomique

Une équipe de développeurs de Skolkovo, L'Université ITMO et le MIPT ont présenté un service en ligne appelé Knomics-Biota, qui permet une étude complète des données génétiques du microbiome intestinal. En utilisant ce service, on peut déterminer quels types de bactéries sont présents dans des centaines de métagénomes intestinaux, leur proportion relative, et la quantité de vitamines et autres substances bénéfiques qu'ils produisent. A l'aide d'une interface interactive, vous pouvez regarder les résultats sous différents angles, qui permet d'identifier la relation entre microbiote et nutrition, mode de vie et santé. La recherche a été publiée dans Exploration de biodonnées .

L'analyse métagénomique est devenue une méthode de recherche très populaire dans des domaines tels que la biologie, Médicament, et la biotechnologie alimentaire. Un métagénome est une collection de matériel génétique de toutes les bactéries vivant dans un site corporel donné. En regardant son métagénome, les scientifiques et les médecins peuvent caractériser la composition et l'équilibre de la microflore intestinale et tirer des conclusions sur sa contribution à la santé des cohortes. De plus, cette méthode peut être utilisée pour déterminer l'effet d'un médicament ou d'un type d'aliment particulier sur le microbiote. Des centaines et des milliers de métagénomes contiennent de grandes quantités d'informations utiles, qui ne peuvent pas être analysés manuellement. Par conséquent, des outils spéciaux sont nécessaires pour interpréter les données métagénomiques.

Pour résoudre ce problème, une équipe de développeurs russes de Skolkovo, L'Université ITMO et le MIPT ont créé une plateforme analytique, qui est conçu pour étudier statistiquement les données et les présenter sous forme de graphiques interactifs. Il peut être utilisé pour évaluer si le microbiote d'un groupe de sujets peut produire suffisamment de vitamines et d'autres substances importantes pour la santé. De plus, les utilisateurs de la plate-forme peuvent comparer leurs données avec des milliers d'autres échantillons collectés auprès d'une population en bonne santé et de patients atteints de maladies. Dans ce cas, l'analyse peut inclure non seulement les données métagénomiques elles-mêmes, mais également certains indicateurs connexes tels que le genre, âge, la gravité de la maladie ou les résultats des analyses cliniques.

L'analyse démarre automatiquement une fois les données téléchargées dans le cloud. Ensuite, l'utilisateur reçoit un rapport en ligne avec les résultats de chaque étape d'analyse :du contrôle de la qualité des données aux tests d'hypothèses statistiques. Ce rapport peut ensuite être partagé avec des collègues, utilisés pour des publications scientifiques ou mis en ligne.

"Notre développement vise à aider les chercheurs académiques et experts de l'alimentation, industries pharmaceutiques et autres pour traiter et interpréter correctement les données métagénomiques. En utilisant la base de données accumulée, les chercheurs peuvent comparer leurs données avec des informations déjà publiées. Par exemple, si vous avez de nouvelles données sur le microbiote dans les maladies inflammatoires de l'intestin, puis à Knomics-Biota, vous pouvez mettre ces données sur la carte des patients atteints des mêmes maladies du monde entier", commente Alexandre Tyakht, chercheur à l'Université ITMO et Chief Technology Officer chez Knomics, une société de recherche et développement sur le microbiome.

Par rapport à d'autres systèmes d'analyse de données métagénomiques, Knomics-Biota présente plusieurs avantages. Par exemple, en utilisant ce service, on peut mener une analyse comparative avec des tableaux de données publiquement disponibles agrégées selon des contextes thématiques (alimentation, maladies, populations, etc.). Il est également possible de traiter les données d'entrée dans différents formats. Et pour couronner le tout, les informations sur les méthodes d'analyse des données sont toujours incluses dans les rapports finaux, afin que le flux de travail puisse être facilement décrit dans des articles scientifiques, ainsi que reproduit dans d'autres études.

« Grâce à la flexibilité du système, Knomics-Biota peut être appliqué à l'analyse de tout type de microbiote, pas seulement l'intestinal. Les informations sur sa composition aident, par exemple, pour prévenir la corrosion microbienne des équipements dans l'industrie pétrolière. Un autre domaine important est l'analyse métagénomique des produits alimentaires, y compris les probiotiques. De telles études offrent une approche innovante du contrôle de la qualité de la production d'aliments et de médicaments et, à long terme, peut aider à optimiser les formulations de produits en s'appuyant sur la métagénomique, " note Daria Efimova, le premier auteur de l'article, un développeur de la société Knomics.

Le système est à la disposition des médecins, analystes, et des biologistes sans compétences avancées en bioinformatique et en programmation. Il vise à faciliter la conversion des résultats de la recherche métagénomique en connaissances importantes sur le plan biomédical et à aider à développer des collaborations internationales dans le domaine de l'analyse du microbiome.​

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