Comparando Tecnologias de Sequenciamento: AVITI vs. NextSeq

O Sequenciamento de DNA e RNA são ferramentas importantes na biologia. Eles ajudam os cientistas a aprender mais sobre os seres vivos, analisando de perto seu material genético. Nos últimos 20 anos, novas tecnologias foram desenvolvidas que permitem um sequenciamento mais rápido e preciso de DNA e RNA. Isso levou a uma melhor compreensão dos genes de muitos organismos diferentes.

#A Ascensão do Sequenciamento de Leituras Curtas

O sequenciamento de leituras curtas ficou popular porque é rápido e eficiente. Entre as várias empresas que produzem essas plataformas de sequenciamento, a Illumina se tornou a mais conhecida. A plataforma NextSeq, super famosa, é amplamente utilizada para aplicações de sequenciamento. Nos últimos anos, novas empresas como Singular Genomics, Ultima Genomics e MGI entraram no mercado, oferecendo mais opções para os pesquisadores.

#Um Novo Jogador: Element Biosciences

A Element Biosciences apresentou um novo sequenciador chamado AVITI, que usa uma tecnologia diferente chamada sequenciamento por avididade. Esse método depende de polímeros de nucleotídeos projetados especialmente que se ligam firmemente a modelos de DNA durante o processo de sequenciamento. Essa ligação forte ajuda a reduzir o número de produtos químicos necessários para o sequenciamento e melhora a precisão dos resultados.

#Objetivos do Estudo

Neste estudo, os pesquisadores tiveram como objetivo comparar o desempenho do NextSeq 550 da Illumina com o AVITI da Element Biosciences. Eles analisaram vários tipos de sequenciamento, incluindo sequenciamento de genoma completo, sequenciamento de RNA e sequenciamento de células únicas. O objetivo era ver como as duas plataformas se saíram em termos de qualidade e precisão do sequenciamento.

#Capacidade e Desempenho das Plataformas de Sequenciamento

A plataforma AVITI consegue lidar com até 1 bilhão de polonias em um único fluxo de célula, que é mais que o dobro da capacidade do NextSeq 550. Essa capacidade permite gerar um grande número de leituras em uma única corrida. Os pesquisadores usaram o NextSeq 550 como controle para avaliar o desempenho da plataforma AVITI.

#Avaliando a Qualidade por Meio de Amostras de Controle

Os pesquisadores realizaram vários testes usando amostras de controle para avaliar a qualidade do sequenciamento de ambas as plataformas. Os resultados mostraram que a plataforma AVITI produziu uma qualidade de sequenciamento de leituras curtas melhor em comparação com o NextSeq 550 da Illumina. Isso ficou particularmente evidente quando analisaram a precisão das sequências obtidas.

#Sequenciamento do Genoma de E. coli

A equipe de pesquisa sequenciou o genoma da bactéria E. coli usando ambas as plataformas. A AVITI gerou mais de 781 milhões de leituras, enquanto o NextSeq 550 produziu pouco mais de 392 milhões. A maioria das leituras da plataforma AVITI teve uma qualidade muito alta, com a maioria pontuando acima de 40, o que indica uma taxa de erro muito baixa. Em contraste, o NextSeq 550 não alcançou níveis de qualidade semelhantes.

#Análise de Qualidade das Leituras de Sequenciamento

Para entender melhor as diferenças de qualidade, os pesquisadores examinaram as pontuações de sequenciamento ao longo do tempo, ciclo por ciclo. A plataforma AVITI manteve pontuações de alta qualidade por mais tempo do que o NextSeq 550, que começou a ver uma queda na qualidade mais cedo no processo de sequenciamento. Os resultados gerais mostraram uma vantagem significativa para a AVITI em termos de precisão e confiabilidade das leituras.

#Taxas de Erro entre as Plataformas

Quando os pesquisadores calcularam as taxas de erro, descobriram que a plataforma AVITI tinha uma taxa de erro de apenas 0,032%, enquanto o NextSeq 550 tinha uma taxa de erro de 0,37%. Isso indica que a plataforma AVITI não só está produzindo mais leituras, mas também o fazendo com uma chance muito menor de cometer erros. Essas taxas de erro são cruciais para interpretar os dados genéticos com precisão.

#Sequenciamento de Transciptoma

O estudo também analisou o sequenciamento de transcriptoma usando um padrão de RNA. A AVITI produziu 54,9 milhões de leituras, em comparação com apenas 18,5 milhões do NextSeq 550. Ambas as plataformas mostraram excelente concordância com as quantidades conhecidas de RNA, mas novamente, a precisão da AVITI foi notavelmente maior, com muitas mais leituras alcançando altas pontuações de qualidade.

#Analisando Erros no Sequenciamento de Transcriptoma

Os pesquisadores examinaram as taxas de erro nos dados de transcriptoma também. A AVITI mostrou taxas mais baixas de substituição de base e erros de inserção/deleção em comparação com o NextSeq 550. Isso foi importante porque demonstrou a consistência e confiabilidade da AVITI para sequenciamento de RNA, além do sequenciamento de DNA.

#Sequenciamento de RNA de Longa Leitura

O sequenciamento de RNA de longa leitura está se tornando mais comum e é importante para detectar diferentes formas de RNA produzidas pelo mesmo gene. Os pesquisadores testaram as capacidades da plataforma AVITI para produzir leituras longas. Eles descobriram que a AVITI teve desempenho semelhante a outra plataforma bem conhecida, a NovaSeq 6000, em termos de quantificação de transcritos e manutenção da precisão.

#Aplicações de Sequenciamento de Células Únicas

O sequenciamento de células únicas é útil para estudar células individuais, especialmente na pesquisa do câncer. Neste estudo, os pesquisadores prepararam amostras de cDNA de pacientes com câncer de fígado e as sequenciaram em ambas as plataformas. O número de transcritos de longa leitura gerados foi comparável entre a AVITI e a NovaSeq, sugerindo que ambas as plataformas são capazes de fornecer insights valiosos no nível de célula única.

#Descobertas sobre Polimorfismos de Nucleotídeo Único (SNPs)

Os pesquisadores também procuraram polimorfismos de nucleotídeo único (SNPs) nos dados de longa leitura. Eles descobriram que a AVITI poderia identificar com precisão muitos SNPs que foram posteriormente confirmados com outros métodos de sequenciamento. A plataforma produziu menos erros em comparação com a NovaSeq na detecção dessas variações genéticas, o que pode ser crucial para estudar mutações no câncer.

#A Importância do Sequenciamento de Alta Qualidade

O sequenciamento de alta qualidade é essencial para uma análise precisa dos dados. Taxas de erro mais baixas não apenas tornam as sequências mais confiáveis, mas também reduzem a quantidade de sequenciamento necessário para detectar mutações. Isso pode, em última análise, reduzir os custos associados ao sequenciamento, além de melhorar as decisões diagnósticas e de tratamento em oncologia.

#Conclusão

Essa comparação entre as plataformas Illumina e Element Biosciences mostra que a plataforma AVITI oferece melhorias significativas em termos de capacidade de sequenciamento e precisão. Ela fornece aos pesquisadores uma ferramenta poderosa que pode mudar a forma como a análise genética é realizada, especialmente em áreas como pesquisa do câncer. As taxas de erro mais baixas e os resultados de maior qualidade da AVITI podem torná-la uma escolha preferida para cientistas que buscam obter insights mais profundos sobre as bases genéticas dos organismos vivos.

#Perspectivas Futuras

À medida que as tecnologias de sequenciamento continuam a avançar, plataformas como a AVITI podem abrir caminho para ainda mais descobertas na biologia e medicina. Melhorias contínuas em precisão, velocidade e custo-efetividade são vitais para que os pesquisadores desvendar os segredos dos genomas e transcriptomas em diversas espécies. Capacidades de sequenciamento aprimoradas podem levar a avanços na compreensão de processos biológicos complexos e doenças, beneficiando, em última análise, a saúde e as estratégias de tratamento.

#Métodos e Técnicas Detalhados

Os processos de sequenciamento descritos acima exigem preparações e metodologias meticulosas. Para o sequenciamento de genoma completo, uma abordagem de preparação de biblioteca sem PCR foi utilizada para evitar vieses introduzidos durante a amplificação. O genoma de E. coli foi preparado com reagentes e métodos específicos para garantir resultados de alta qualidade durante o sequenciamento.

O sequenciamento de transcriptoma envolveu a preparação de amostras de RNA com kits especializados para permitir uma representação precisa da expressão gênica. Os procedimentos seguiram diretrizes rígidas para manter a integridade das moléculas de RNA e garantir um sequenciamento eficiente.

O sequenciamento de longa leitura utilizou técnicas únicas para criar leituras longas sintéticas. Esse método permitiu que os pesquisadores aproveitassem os benefícios das plataformas de leituras curtas e longas, gerando dados que são tanto confiáveis quanto abrangentes.

Por meio de metodologias rigorosas, os pesquisadores garantiram que as comparações entre as plataformas AVITI e NextSeq fossem tão precisas quanto possível. Essa atenção aos detalhes sublinhou a importância do sequenciamento de alta qualidade para avançar nossa compreensão da genética.

#Considerações Finais

Os avanços na tecnologia de sequenciamento destacados neste estudo demonstram o potencial para uma análise genética aprimorada. Conforme novas plataformas entram no mercado, a competição contínua provavelmente levará a melhores ferramentas para os pesquisadores. Este é um momento empolgante no campo da genômica, enquanto os cientistas se esforçam para responder a algumas das questões mais prementes sobre a vida, saúde e doenças.