Nuova piattaforma per l'analisi metagenomica

Un team di sviluppatori di Skolkovo, ITMO University e MIPT hanno presentato un servizio online chiamato Knomics-Biota, che consente uno studio completo dei dati genetici del microbioma intestinale. Utilizzando questo servizio, si può capire quali tipi di batteri sono presenti in centinaia di metagenomi intestinali, la loro proporzione relativa, e la quantità di vitamine e altre sostanze benefiche che producono. Con l'aiuto di un'interfaccia interattiva, puoi guardare i risultati da diverse prospettive, che aiuta a identificare la relazione tra microbiota e nutrizione, stile di vita e salute. La ricerca è stata pubblicata su Estrazione di dati biologici .

L'analisi metagenomica è diventata un metodo di ricerca molto popolare in campi come la biologia, medicinale, e biotecnologie alimentari. Un metagenoma è una raccolta di materiale genetico di tutti i batteri che vivono in un determinato sito del corpo. Osservando il proprio metagenoma, scienziati e medici possono caratterizzare la composizione e l'equilibrio della microflora intestinale e trarre conclusioni sul suo contributo alla salute delle coorti. Inoltre, questo metodo può essere utilizzato per scoprire quale effetto ha un particolare farmaco o tipo di alimento sul microbiota. Centinaia e migliaia di metagenomi contengono grandi quantità di informazioni utili, che non possono essere analizzati manualmente. Perciò, sono necessari strumenti speciali per interpretare i dati metagenomici.

Risolvere questo problema, un team di sviluppatori russi di Skolkovo, ITMO University e MIPT hanno creato una piattaforma analitica, che è progettato per indagare statisticamente i dati e presentarli come grafici interattivi. Può essere utilizzato per valutare se il microbiota di un gruppo di soggetti può produrre abbastanza vitamine e altre sostanze importanti per la propria salute. Inoltre, gli utenti della piattaforma possono confrontare i propri dati con migliaia di altri campioni raccolti da popolazioni sane e pazienti con malattie. In questo caso, l'analisi può includere non solo i dati metagenomici stessi, ma anche alcuni indicatori correlati come il genere, età, la gravità della malattia o i risultati delle analisi cliniche.

L'analisi si avvia automaticamente dopo il caricamento dei dati nel cloud. Quindi l'utente riceve un report online con i risultati per ogni fase di analisi:dal controllo della qualità dei dati alla verifica delle ipotesi statistiche. Questo report può essere poi condiviso con i colleghi, utilizzati per pubblicazioni scientifiche o pubblicati online.

"Il nostro sviluppo mira ad aiutare ricercatori accademici ed esperti di cibo, industrie farmaceutiche e di altro tipo per elaborare e interpretare correttamente i dati metagenomici. Utilizzando il database accumulato, i ricercatori possono confrontare i loro dati con le informazioni pubblicate in precedenza. Per esempio, se hai nuovi dati sul microbiota nelle malattie infiammatorie intestinali, poi in Knomics-Biota, puoi mettere questi dati sulla mappa dei pazienti con le stesse malattie di tutto il mondo", commenta Alexander Tyakht, ricercatore presso ITMO University e Chief Technology Officer presso Knomics, una società di ricerca e sviluppo sul microbioma.

Rispetto ad altri sistemi di analisi dei dati metagenomici, Knomics-Biota ha diversi vantaggi. Ad esempio, utilizzando questo servizio, si può condurre un'analisi comparativa con array di dati pubblicamente disponibili aggregati secondo contesti tematici (dieta, malattie, popolazioni, eccetera.). È anche possibile elaborare i dati di input in vari formati. Ultimo ma non meno importante, le informazioni sui metodi di analisi dei dati sono sempre incluse nei rapporti finali, in modo che il flusso di lavoro possa essere facilmente descritto in articoli scientifici, così come riprodotto in ulteriori studi.

"Grazie alla flessibilità del sistema, Knomics-Biota può essere applicato all'analisi di qualsiasi tipo di microbiota, non solo quello intestinale. Le informazioni sulla sua composizione aiutano, Per esempio, per prevenire la corrosione microbica delle apparecchiature nell'industria petrolifera. Un altro campo importante è l'analisi metagenomica dei prodotti alimentari, compresi quelli probiotici. Tali studi forniscono un approccio innovativo al controllo di qualità della produzione di alimenti e farmaci e, a lungo termine, può aiutare a ottimizzare le formulazioni dei prodotti sulla base della metagenomica, " nota Daria Efimova, il primo autore dell'articolo, uno sviluppatore della società Knomics.

Il sistema è a disposizione di medici, analisti, e biologi senza competenze avanzate in bioinformatica e programmazione. Ha lo scopo di facilitare la conversione dei risultati della ricerca metagenomica in conoscenze biomediche importanti e aiutare a sviluppare collaborazioni internazionali nel campo dell'analisi del microbioma.​

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