PANBACTERIËLE PCR MET NGS
Van links naar rechts: Koen Swaerts, apr. biol. Frederik Van Hoecke, Patrick Descheemaeker
Het lab van AZ Delta heeft een nieuw systeem ontwikkeld om cultuur-negatieve infecties te onderzoeken. De panbacteriële 16S-23S PCR-test gevolgd door Next Generation Sequencing kan niet alleen een hele kleine hoeveelheid bacteriën opsporen, het is ook mogelijk om de bacterie nauwkeurig te identificeren.
“Een panbacteriële PCR-test op zich is niet nieuw, maar onze PCR is sterk geoptimaliseerd”, vertelt klinisch bioloog Frederik Van Hoecke. “We hebben de gevoeligheid zodanig kunnen verhogen dat slechts enkele bacteriën in een staal aangetoond kunnen worden. Daarnaast is de regio waarnaar gezocht wordt een heel stuk groter dan bij andere panbacteriële PCR-systemen.”
“Onze nieuwe panbacteriële PCR-test identificeert met grote precisie aanwezige bacteriën"
“Een snelle en nauwkeurige identificatie van de bacterie die een infectie veroorzaakt, is van groot belang. Klassiek is de bacteriële cultuur daarvoor de gouden standaard, het ‘kweken’ zoals we zeggen. Stel, iemand heeft een hartklepinfectie. Dan wordt bloed afgenomen en eventuele bacteriën in dat bloed gekweekt. Maar er zijn nog altijd een aantal redenen waarom het niet lukt, waarom die bacteriën niet in kweek te brengen zijn. Omdat er antibiotica gegeven is bijvoorbeeld, of omdat het gaat om heel lage hoeveelheden bacteriën, of omdat het atypische bacteriën zijn die niet in groei te brengen vallen. We willen de test voornamelijk inzetten bij vreemd materiaalinfecties (bijvoorbeeld prothesen), infecties van het bot of van het merg of van tussenwervelschijven. Of voor hartklepinfecties, bepaalde abcessen of longinfecties.”
Achter de schermen wordt bovendien volop gewerkt om de test op zeer korte termijn nog verder uit te breiden zodat deze naast bacteriën (panbacterieel) ook systematisch schimmels zal kunnen opsporen.
HOE WERKT HET?
“Wanneer in een staal bacterieel DNA aanwezig is, zal het 16S-23S fragment vermenigvuldigd kunnen worden tot een detecteerbare concentratie. Dat is het PCR-gedeelte. Is deze reactie negatief, dan wordt een negatief antwoord geformuleerd wat betekent dat de aanwezigheid van bacterieel DNA nagenoeg uitgesloten is. Ook dat is een belangrijk gegeven in de zoektocht naar een oorzaak van de klachten. De test is trouwens verder in huis ontwikkeld en geperfectioneerd door moleculair bioloog Patrick Descheemaeker.”
Is de PCR-test positief dan kunnen we in een tweede stap, aan de hand van NGS (Next-Generation Sequencing), de bacterie identificeren. Hiervoor wordt de nucleotidesequentie bepaald van alle aanwezige 16S-23S fragmenten die elk zo’n 4500 nucleotiden lang zijn. Nadien wordt voor elk fragment onderzocht welke bacteriële identificatie erbij hoort aan de hand van die unieke sequentie. Ook meerdere soorten sequenties en dus meerdere soorten bacteriën kunnen op die manier aangetoond worden. Met een klassieke sequencing lukt dat niet.
“Bij zo’n onderzoek komt een enorme massa aan informatie vrij. Die moet verwerkt kunnen worden, wat heel wat computerrekenkracht en knowhow vergt. Er moet een goed systeem zijn om de correctheid van de gegenereerde sequenties te kunnen inschatten. Daarnaast hebben we zelf bibliotheken van bacteriële nucleotidensequenties opgesteld. Koen Swaerts is bio-informaticus en heeft voor AZ Delta deze ‘pipeline’ ontwikkeld en gevalideerd.”
TEST NOG NIET TERUGBETAALD
Gerichter diagnosticeren, het levert alleen maar voordelen op. Enig nadeel is misschien de kostprijs. De panbacteriële 16S-23S PCR met NGS wordt in België nog niet terugbetaald. “Een PCR kost 75 euro voor de patiënt. Is het resultaat van de PCR positief, dan gaan we verder met de NGS en dat kost 120 euro extra aan de patiënt. De hele test is niet goedkoop maar we zetten die ook enkel in als we ervan overtuigd zijn dat hij een meerwaarde biedt.”
MEER INFO
Apr. biol. Frederik Van Hoecke
Auteur: Barbara De Jonckheere
Foto: Thomas Callens