Ograniczenia sekwencjonowania 16S: pułapki, martwe punkty i praktyczne wskazówki, jak poprawić analizę mikrobiomu


Zrozumienie ograniczeń sekwencjonowania 16S jest kluczowe dla każdego, kto mapuje mikrobiom jelitowy. Technika ta często rozwiązuje taksony jedynie na poziomie rodzaju, a przypisanie do gatunku bywa niejednoznaczne z powodu krótkich odczytów i konserwowanych regionów. Zmienność liczby kopii genów 16S rRNA wśród bakterii zniekształca szacowanie względnej obfitości, podczas gdy wybór primerów i celowanie w hiperzmienne regiony wprowadza zniekształcenia amplifikacji, faworyzując niektóre taksony. Dodatkowo, sekwencjonowanie 16S wykrywa obecność, a nie aktywność, i nie może wiarygodnie przewidywać funkcji, dlatego interpretacje dotyczące ról mikroorganizmów powinny być formułowane ostrożnie. Efekty partii, wynikające z ekstrakcji DNA, przygotowania biblioteki i głębokości sekwencjonowania, utrudniają porównania między badaniami. Ponadto, ponieważ 16S koncentruje się głównie na bakteriach i archeonach, omija grzyby i wiele innych członków mikrobiomu, ograniczając pełny obraz ekosystemu. Aby przeciwdziałać tym ograniczeniom sekwencjonowania 16S i poprawić dokładność oraz powtarzalność, warto stosować praktyczne metody w projektowaniu badań i analizie danych. Należy używać spójnych protokołów pobierania próbek i ekstrakcji DNA, a także rozważyć sekwencjonowanie wielu hiperzmiennych regionów lub pełnej długości 16S, jeśli to możliwe, dla lepszej rozdzielczości taksonomicznej. Należy używać metod ASV (np. DADA2 lub Deblur) zamiast klastrowania OTU, aby zwiększyć powtarzalność, oraz włączać kontrolne społeczności wzorcowe lub spike-in, aby kwantyfikować błędy i zniekształcenia. Ważne jest przeprowadzanie rygorystycznej losowej alokacji partii, stosowanie kontroli, zachowanie surowych odczytów i odpowiednia normalizacja zamiast rzadkiego wycinania prób. Należy korzystać z technik analizy danych kompozycyjnych (np. transformacje log-ratio centrowane) do analizy statystycznej, a tam, gdzie funkcja ma znaczenie, uzupełniać dane 16S o shotgun metagenomikę lub ukierunkowane testy w celu weryfikacji funkcji. InnerBuddies pomaga rozwiązać część tych wyzwań, oferując markową platformę Gut Health Operating System, którą firmy mogą wdrożyć do tworzenia własnych testów mikrobiomu jelitowego. Platforma zapewnia solidny system analityczny, w tym wskaźnik zdrowia mikrobiomu jelit (0–100), oparty na ekskluzywnym porozumieniu z Uniwersytetem EAFIT w Kolumbii, dający ustandaryzowany wskaźnik zdrowia w różnych kohortach. Ponadto prezentuje obfitości bakterii dla wybranej 40 najlepszych taksonów, z wytycznymi dla zdrowej populacji, oraz funkcje bakterii, pogrupowane na pozytywne i negatywne ścieżki, pokazując porównanie indywidualnych wyników w obrębie kategorii funkcjonalnych. Analiza grup docelowych bada, jak mikrobiom harmonizuje z ścieżkami istotnymi dla takich tematów jak Zdrowe Starzenie się, Sport wytrzymałościowy czy Zdrowie skóry i włosów, a Personalizowana dieta i probiotyki/prebiotyki pomagają przekuć dane w praktyczne wskazówki. Dla konsumentów szukających kompleksowego rozwiązania, dostępny jest test mikrobiomu InnerBuddies i pokrewne usługi. Jeśli oceniacie ograniczenia sekwencjonowania 16S w swojej pracy lub chcecie wprowadzić solidny produkt mikrobiomu na rynek, rozważcie, jak InnerBuddies może pomóc. Program członkowski InnerBuddies dla zdrowia jelit oferuje ciągłe wglądy i aktualizacje, a partnerstwa można nawiązywać poprzez stronę InnerBuddies B2B partnership, aby dostosować platformę do własnych potrzeb. Dzięki połączeniu rygorystycznych metod laboratoryjnych i analitycznego frameworku InnerBuddies, badacze i praktycy mogą przekształcić ograniczenia sekwencjonowania 16S w bardziej klarowne i powtarzalne analizy mikrobiomu, wspierające lepsze podejmowanie decyzji.