Oxford Nanopore hat mit einem Team unter der Leitung der Stanford University School of Medicine in einer Forschungsstudie zusammengearbeitet, um einen schnellen Ansatz für die Sequenzierung des gesamten Genoms zu entwickeln, der: die Prognose bei schwerkranken Patienten verbessert und das klinische Management mindestens so gut steuert wie die derzeitigen Short-Read-Technologien; die Zeit zur Identifizierung krankheitsverursachender genetischer Varianten auf nur 7 Stunden und 18 Minuten verkürzt, was einen Weltrekord darstellt; das Potenzial zur Identifizierung großer und komplexer krankheitsverursachender Varianten bietet, die bei früheren Ansätzen übersehen wurden, und gleichzeitig die Phaseneinteilung und den Nachweis epigenetischer Marker ermöglicht, die bekanntermaßen klinische Auswirkungen haben. Die schnelle Charakterisierung von Varianten, die genetische Krankheiten verursachen, anhand der Sequenzierung des gesamten menschlichen Genoms war bisher eine Herausforderung. Die Sequenzierung des gesamten Genoms ermöglicht eine bessere Erkennung solcher Varianten, doch dauert es in der Regel Tage oder Wochen, bis ein Ergebnis vorliegt. Diese Zeitspanne kann in zeitkritischen Situationen besonders problematisch sein, z. B. bei der Identifizierung mutmaßlich pathogener Varianten bei einem schwerkranken Patienten. Wissenschaftler von Oxford Nanopore Technologies, NVIDIA, Google und anderen arbeiteten mit einem Forschungsteam unter der Leitung von Euan Ashley, MB ChB, DPhil, Professor für Medizin, Genetik und biomedizinische Datenwissenschaft an der Stanford University School of Medicine, zusammen, um ein Ganzgenom-Nanoporen-Sequenzierungsverfahren zu entwickeln, mit dem pathogene Varianten in nur 7 Stunden und 18 Minuten charakterisiert werden können - schneller als mit jedem zuvor veröffentlichten Verfahren in klinischen Proben. Das Team verwendete PromethION 48 - das Sequenziergerät von Oxford Nanopore mit dem höchsten Durchsatz, das bis zu 48 Durchflusszellen gleichzeitig betreiben kann - um 12 einzigartige Forschungsproben von Patienten im Alter von 3 Monaten bis 57 Jahren zu sequenzieren. Jede PromethION-Flusszelle kann allein mindestens ein ganzes menschliches Genom sequenzieren. Wenn jedoch mehrere Flusszellen gleichzeitig zur Sequenzierung eines Genoms eingesetzt werden, verkürzt sich die Zeit für die vollständige Sequenzierung des gesamten Genoms erheblich. Das Team konnte dies ausnutzen und die Zeit nach dem Ergebnis ordnen, um ein ganzes menschliches Genom und eine Liste von Varianten in nur 5 Stunden und 2 Minuten zu erstellen - ein neuer Guinness-Weltrekord. Die anschließende manuelle Überprüfung dieser Variantenliste ermöglichte die Identifizierung krankheitsverursachender Varianten in 7 Stunden und 18 Minuten. In fünf der 12 Proben, die im Rahmen der Studie analysiert wurden, wurde eine pathogene oder wahrscheinlich pathogene Variante identifiziert. Nach Angaben der Studienautoren wurde dadurch "die klinische Behandlung (einschließlich Sympathektomie, Herztransplantation, Screening und Änderung der Medikation) für jeden der fünf Patienten oder ihre Familienangehörigen beeinflusst". Jedes Genom wurde mit einem Minimum von 173 Gb sequenziert, mit einer mittleren N50 von 25kb. Das Varianten-Calling ergab im Median 4.490.490 kleine Varianten und 22 priorisierte Strukturvarianten pro Probe. Das Base-Calling wurde mit NVIDIA V100 und P100 GPUs beschleunigt.