The Power of Using Novel Nanopore Sequencing Technology for Diagnosis, Genomic and Pathological Studies of Covid-19

El poder del uso de la nueva tecnología de secuenciación por nanoporos para el diagnóstico y los estudios genómicos y patológicos de Covid-19

Authors

  • Chenghao Du

DOI:

https://doi.org/10.46932/sfjdv2n3-017

Abstract

The novel coronavirus disease 2019 (COVID‐19), originally identified in December 2019 Wuhan, China, has propagated to worldwide pandemic, causing many cases of death and morbidity. Since the development of COVID-19 vaccines is still under experimental stages without public access, different types of testing and detection ensuring rapid and accurate results are urgently required to prevent delaying isolation of infected patients. The traditional diagnostic and analytical methods of COVID-19 relied heavily on nucleic acid and antibody-antigen methods but are subject to assembly bias, restricted by reading length, showed some false positive/negative results and had a long turnaround time. Hence, three styles of nanopore sequencing techniques as complementary tools for COVID-19 diagnosis and analysis are introduced. The long-read nanopore sequencing technology has been adopted in metagenomic and pathological studies of virosphere including SARS-CoV-2 recently by either metagenomically, directly or indirectly sequencing the viral genomic RNA of SARS-CoV-2 in real-time to detect infected specimens for early isolation and treatment, to investigate the transmission and evolutionary routes of SARS-CoV-2 as well as its pathogenicity and epidemiology. In this article, the Nanopore-Based Metagenomic Sequencing, Direct RNA Nanopore Sequencing (DRS), and Nanopore Targeted Sequencing (NTS) become the main focus of the novel COVID-19 detecting analytical methods in sequencing platforms, which are discussed in comparison with other traditional and popular diagnostic methods. Finally, different types of nanopore sequencing platforms that are developed by Oxford Nanopore Technologies (ONT) due to various purposes and demands in viral genomic research are briefly discussed.

RESUMEN

La nueva enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), identificada originalmente en diciembre de 2019 en Wuhan, China, se ha propagado hasta convertirse en una pandemia mundial, causando muchos casos de muerte y morbilidad. Dado que el desarrollo de las vacunas contra el COVID-19 está todavía en fase experimental sin acceso público, se necesitan urgentemente diferentes tipos de pruebas y de detección que garanticen resultados rápidos y precisos para evitar que se retrase el aislamiento de los pacientes infectados. Los métodos tradicionales de diagnóstico y análisis de COVID-19 se basaban en gran medida en los métodos de ácido nucleico y anticuerpo-antígeno, pero están sujetos a un sesgo de ensamblaje, están restringidos por la longitud de la lectura, muestran algunos resultados falsos positivos/negativos y tienen un largo tiempo de respuesta. Por lo tanto, se introducen tres estilos de técnicas de secuenciación de nanoporos como herramientas complementarias para el diagnóstico y análisis de COVID-19. La tecnología de secuenciación de nanoporos de lectura larga ha sido adoptada en estudios metagenómicos y patológicos de la virósfera, incluyendo el SARS-CoV-2, recientemente, mediante la secuenciación metagenómica, directa o indirecta del ARN genómico viral del SARS-CoV-2 en tiempo real para detectar especímenes infectados para su aislamiento y tratamiento tempranos, para investigar la transmisión y las rutas evolutivas del SARS-CoV-2, así como su patogenicidad y epidemiología. En este artículo, la secuenciación metagenómica basada en nanoporos, la secuenciación directa de ARN con nanoporos (DRS) y la secuenciación dirigida con nanoporos (NTS) se convierten en el foco principal de los nuevos métodos analíticos de detección de COVID-19 en plataformas de secuenciación, que se discuten en comparación con otros métodos de diagnóstico tradicionales y populares. Finalmente, se discuten brevemente los diferentes tipos de plataformas de secuenciación por nanoporos que son desarrolladas por Oxford Nanopore Technologies (ONT) debido a varios propósitos y demandas en la investigación genómica viral.

Published

2021-07-08