Correlation between the number of false positive variants and the quality of results using Ion Torrent PGM™ sequencing to screen BRCA genes / Correlación entre el número de variantes de falsos positivos y la calidad de los resultados en la secuenciación con Ion Torrent PGM™ para seleccionar genes BRCA

Abstract | Introduction: Next Generation Sequencing (NGS) is cost-effective and a faster method to study genes, but its protocol is challenging. Objective: To analyze different adjustments to the protocol for screening the BRCA genes using Ion Torrent PGM sequencing and correlate the results with the number of false positive (FP) variants. Materials and methods: We conducted a library preparation process and analyzed the number of FP InDels, the library concentration, the number of cycles in the target amplification step, the purity of the nucleic acid, the input, and the number of samples/Ion 314 chips in association with the results obtained by NGS. Results: We carried out 51 reactions and nine adjustments of protocols and observed eight FP InDels in homopolymer regions. No FP Single-Nucleotide Polymorphism variant was observed; 67.5% of protocol variables were jointly associated with the quality of the results obtained (p<0.05). The number of FP InDels decreased when the quality of results increased. Conclusion: The Ion AmpliSeq BRCA1/BRCA2 Community Panel had a better performance using four samples per Ion-314 chip instead of eight and the optimum number of cycles in the amplification step, even when using high-quality DNA, was 23. We observed better results with the manual equalization process and not using the Ion Library Equalizer kit. These adjustments provided a higher coverage of the variants and fewer artifacts (6.7-fold). Laboratories must perform internal validation because FP InDel variants can vary according to the quality of results while the NGS assay should be validated with Sanger.

Resumen | Introducción. La secuenciación de nueva generación es un método rentable y rápido para el estudio de los genes, pero su protocolo entraña desafíos. Objetivo. Investigar diferentes ajustes del protocolo de selección de los genes BRCAmediante secuenciación de Ion Torrent PGM™ y correlacionar los resultados con el número de variantes de falso positivo. Materiales y métodos. El proceso de preparación de la biblioteca, el número de falsos positivos InDels, la concentración de la biblioteca, el número de ciclos en el paso de amplificación de objetivos, la pureza del ácido nucleico, la entrada y el número de muestras por chip del Ion-314 se analizaron en asociación con los resultados obtenidos por secuenciación de nueva generación secuenciación de nueva generación. Resultados. Se hicieron 51 reacciones y nueve ajustes de los protocolos, y se observaron ocho falsos positivos InDels en las regiones de homopolímeros. No se observó ninguna variante de polimorfismo de nucleótido simple falso positivo. En 67,5 % de los casos, las variables de protocolo en su conjunto se asociaron con la calidad de los resultados obtenidos (p<0,05). El número de falsos positivos InDels disminuyó al aumentar la calidad de los resultados. Conclusiones. El panel comunitario Ion AmpliSeq BRCA1/BRCA2 tuvo un mejor rendimiento, con cuatro muestras por chip Ion-314 en lugar de ocho, y el número de ciclos en el paso de amplificación, incluso con ADN de alta calidad, fue mejor con 23. Se observaron mejores resultados con el proceso de ecualización manual y sin el uso del kit Ion Library Equalizer. Estos ajustes proporcionaron una mayor cobertura de las variantes y menos artefactos. Los laboratorios deben realizar la validación interna porque las variantes de falsos positivos InDel pueden variar según la calidad de los resultados. La secuenciación de próxima generación debe validarse con Sanger.

Aislamiento y caracterización de una cepa temprana de SARS-CoV-2 durante la epidemia de 2020 en Medellín, Colombia / Isolation and characterization of an early SARS-CoV-2 isolate from the 2020 epidemic in Medellín, Colombia

Introducción. El nuevo coronavirus causante de un brote de enfermedad respiratoria aguda en China en diciembre de 2019 se identificó como SARS-CoV-2. La enfermedad, denominada COVID-19, fue declarada pandemia por la Organización Mundial de la Salud (OMS). El primer caso de COVID-19 en Colombia se reportó el 6 de marzo de 2020; en este estudio se caracterizó un aislamiento temprano del virus SARS-CoV-2 de una muestra recolectada en abril de 2020. Objetivos. Describir y caracterizar una cepa temprana a partir de un aislamiento de SARS-CoV-2 durante la pandemia en Colombia. Materiales y métodos. Se obtuvo una muestra de un paciente con COVID-19 confirmada por qRT-PCR; la muestra fue inoculada en diferentes líneas celulares hasta la aparición del efecto citopático. Para confirmar la presencia de SARS-CoV-2 en el cultivo, se utilizó la qRT-PCR a partir de los sobrenadantes, la inmunofluorescencia indirecta (IFI) en células Vero-E6, así como microscopía electrónica y secuenciación de nueva generación (next-generation sequencing). Resultados. Se confirmó el aislamiento de SARS-CoV-2 en células Vero-E6 por la aparición del efecto citopático tres días después de la infección, así como mediante la qRT-PCR y la IFI positiva con suero de paciente convaleciente positivo para SARS-CoV-2. Además, en las imágenes de microscopía electrónica de trasmisión y de barrido de células infectadas se observaron estructuras compatibles con viriones de SARS-CoV-2. Por último, se obtuvo la secuencia completa del genoma, lo que permitió clasificar el aislamiento como linaje B.1.5. Conclusiones. La evidencia presentada en este artículo permite confirmar el primer aislamiento de SARS-CoV-2 en Colombia. Además, muestra que esta cepa se comporta en cultivo celular de manera similar a lo reportado en la literatura para otros aislamientos y que su composición genética está acorde con la variante predominante en el mundo. Finalmente, se resalta la importancia que tiene el aislamiento viral para la detección de anticuerpos, para la caracterización genotípica y fenotípica de la cepa y para probar compuestos con potencial antiviral.

Introduction: SARS-CoV-2 has been identified as the new coronavirus causing an outbreak of acute respiratory disease in China in December, 2019. This disease, currently named COVID-19, has been declared as a pandemic by the World Health Organization (WHO). The first case of COVID-19 in Colombia was reported on March 6, 2020. Here we characterize an early SARS-CoV-2 isolate from the pandemic recovered in April, 2020. Objective: To describe the isolation and characterization of an early SARS-CoV-2 isolate from the epidemic in Colombia. Materials and methods: A nasopharyngeal specimen from a COVID-19 positive patient was inoculated on different cell lines. To confirm the presence of SARS-CoV-2 on cultures we used qRT-PCR, indirect immunofluorescence assay, transmission and scanning electron microscopy, and next-generation sequencing. Results: We determined the isolation of SARS-CoV-2 in Vero-E6 cells by the appearance of the cytopathic effect three days post-infection and confirmed it by the positive results in the qRT-PCR and the immunofluorescence with convalescent serum. Transmission and scanning electron microscopy images obtained from infected cells showed the presence of structures compatible with SARS-CoV-2. Finally, a complete genome sequence obtained by next-generation sequencing allowed classifying the isolate as B.1.5 lineage. Conclusion: The evidence presented in this article confirms the first isolation of SARS-CoV-2 in Colombia. In addition, it shows that this strain behaves in cell culture in a similar way to that reported in the literature for other isolates and that its genetic composition is consistent with the predominant variant in the world. Finally, points out the importance of viral isolation for the detection of neutralizing antibodies, for the genotypic and phenotypic characterization of the strain and for testing compounds with antiviral potential.

Secuenciación del SARS-CoV-2: la iniciativa tecnológica para fortalecer los sistemas de alerta temprana ante emergencias de salud pública en Latinoamérica y el Caribe / SARS-CoV-2 sequencing: The technological initiative to strengthen early warning systems for public health emergencies in Latin America and the Caribbean

La pandemia de COVID-19 causada por el SARS-CoV-2 es un problema de salud pública sin precedentes en los últimos 100 años, así como la respuesta centrada en la caracterización genómica del SARS-CoV-2 prácticamente en todas las regiones del planeta. Esta pandemia surgió durante la era de la epidemiología genómica impulsada por los continuos avances en la secuenciación de próxima generación. Desde su reciente aparición, la epidemiología genómica permitió la identificación precisa de nuevos linajes o especies de agentes patógenos y la reconstrucción de su variabilidad genética en tiempo real, lo que se hizo evidente en los brotes de influenza H1N1, MERS y SARS. Sin embargo, la escala global y descontrolada de esta pandemia ha generado una situación que obligó a utilizar de forma masiva herramientas de la epidemiología genómica como la rápida identificación del SARS-CoV-2 y el registro de nuevos linajes y su vigilancia activa en todo el mundo. Antes de la pandemia de COVID-19 la disponibilidad de datos genómicos de agentes patógenos circulantes en varios países de Latinoamérica y el Caribe era escasa o nula. Con la llegada del SARS-CoV-2 dicha situación cambió significativamente, aunque la cantidad de información disponible sigue siendo escasa y, en países como Colombia, Brasil, Argentina y Chile, la información genómica del SARS-CoV-2 provino principalmente de grupos de investigación en epidemiología genómica más que como producto de una política o programa de vigilancia en salud pública. Ello evidencia la necesidad de establecer políticas de salud pública orientadas a la implementación de la epidemiología genómica como herramienta para fortalecer los sistemas de vigilancia y alerta temprana frente a amenazas para la salud pública en la región.

The COVID-19 pandemic caused by SARS-CoV-2 is a public health problem on a scale unprecedented in the last 100 years, as has been the response focused on the rapid genomic characterization of SARS-CoV-2 in virtually all regions of the planet. This pandemic emerged during the era of genomic epidemiology, a science fueled by continued advances in next-generation sequencing. Since its recent appearance, genomic epidemiology included the precise identification of new lineages or species of pathogens and the reconstruction of their genetic variability in real time, evidenced in past outbreaks of influenza H1N1, MERS, and SARS. However, the global and uncontrolled scale of this pandemic created a scenario where genomic epidemiology was put into practice en masse, from the rapid identification of SARS-CoV-2 to the registration of new lineages and their active surveillance throughout the world. Prior to the COVID-19 pandemic, the availability of genomic data on circulating pathogens in several Latin America and the Caribbean countries was scarce or nil. With the arrival of SARS-CoV-2, this scenario changed significantly, although the amount of available information remains scarce and, in countries such as Colombia, Brazil, Argentina, and Chile, the genomic information of SARS-CoV-2 was obtained mainly by research groups in genomic epidemiology rather than the product of a public health surveillance policy or program. This indicates the need to establish public health policies aimed at implementing genomic epidemiology as a tool to strengthen surveillance and early warning systems against threats to public health in the region.

Linfomas de estirpe B: bases para su entendimiento / Line B lymphomas: understanding their bases

Propósito de la revisión: el objetivo de la revisión es delinear la fisiopatología de los linfomas de estirpe B.Buscamos reportes endonde se incluyela descripción del origen de los Linfomas B para una mejor comprensión de esta patología, a la luz de los avances en las diferentes áreas. Recientes hallazgos: El Grupo Euroflow ha publicado una lista de paneles de Expresión de Antígenos de Superficie en Linfoma no Hodgkin, cuya lista se presenta en este artículo. Extracto: Las neoplasias hematológicas han tenido grandes avances en los últimos años en varios campos, evolucionando desde la identificación citológica, pasando por su caracterización inmunofenotípica por medio de la Citometría de Flujo e Inmunohistoquímica y llegando a la caracterización molecular, iniciando por Técnicas de Cariotipo Convencional, continuando por técnicas de Inmunohibridación in situ y actualmente con la identificación molecular por medio de la Secuenciación de Nueva Generación. Esta es la razón por la que los sistemas de estadificación han ido evolucionando también, siendo el que está al momento en vigencia el propuesto por la Organización Mundial de la Salud en el año 2016.Los linfomas constituyen un grupo heterogéneo de neoplasias hematológicas con un amplio espectro de presentación clínica, cuyo origen se encuentra en los precursores de linfoides y que afectan a los diversos órganos linfoides. De estos, los linfomas dela línea B son los más comunes, motivo de esta revisión

Purpose of the review: the objective of the review is to delineate the pathophysiology of B-line lymphomas. We are looking for reports that include a description of the origin of B-lymphomas for a better understanding of this pathology, in light of advances in the different areas. Recent Findings: The Euroflow Group has published a list of Surface Antigen Expression panels in Non-Hodgkin Lymphoma, the list of which is presented in this article. Extract: Hematological neoplasms have had great advances in recent years in several fields, evolving from cytological identification, passing through their immunophenotypic characterization through Flow Cytometry and Immunohistochemistry and reaching molecular characterization, starting with Conventional Karyotype Techniques , continuing with in situ Immunohybridization techniques and currently with molecular identification through New Generation Sequencing. This is the reason why staging systems have also evolved, the one currently in force being the one proposed by the World Health Organization in 2016. Lymphomas constitute a heterogeneous group of hematological neoplasms with a wide spectrum of clinical presentation, originating from lymphoid precursors and affecting the various lymphoid organs. Of these, line B lymphomas are the most common, which is the reason for this review

Fundamentos y aplicaciones biomédicas de las principales tecnologías de secuenciación: una revisión de literatura / Biomedical Foundations and Applications of Major Sequencing Technologies: A Literature Review / Fundamentos e aplicações biomédicas das principais tecnologias de sequenciamento: uma re-visão da literatura

Introducción: el objetivo de la secuenciación es determinar la composición de los nucleótidos presentes en el ADN o el ARN. Desde la finalización del proyecto genoma humano, surgieron diversas tecnologías de secuenciación rápida como Roche 454, SOLiD, Illumina, Ion Torrent, PacBio y Oxford Nanopore, más precisas y costoeficientes, que permiten desarrollar proyectos a gran escala y estudiar genes y genomas, la composición de microbiomas, enfermedades metabólicas y enfermedades genéticas que afectan a la población. Objetivo: describir los fundamentos de los métodos de secuenciación de ADN y sus aplicaciones en las ciencias biomédicas. Métodos: revisión descriptiva de las principales estrategias de secuenciación de ADN de primera, segunda y tercera generación y su aplicación en el entorno biomédico, a partir de la búsqueda de artículos en bases de datos electró-nicas especializadas en investigación científica. Se encontraron 118 documentos, de los cuales se excluyeron 6, por no cumplir con los criterios de inclusión, y se seleccionaron 112, por cumplir con todos los requisitos. Conclusiones:el surgimiento de los métodos de secuenciación de siguiente generación arroja una gran canti-dad de datos, incluidos genomas secuenciados completamente de varias especies, con un rendimiento extenso, tiempos reducidos y costoeficiencia, que lleva a la completa transformación de las ciencias de la vida y logra un progreso sin precedentes en el análisis de genomas, la evaluación de la ecología microbiana y el diagnóstico de enfermedades.

Introduction: The purpose of sequencing is to determine the composition of the nucleotides present in DNA or RNA. Since the completion of the human genome project, several sequencing technologies such as Roche 454, SOLiD, Illumina, Ion Torrent, PacBio and Oxford Nanopore have emerged as tools for rapid sequencing, with greater precision and cost-efficiency, allowing the development of lar-ge-scale projects and the study of genes and genomes, along with the composition of microbiomes and the study of metabolic and genetic diseases that affect the population. Objective: To describe the foundations of the methods of DNA sequencing and their applications in the biomedical sciences. Methods: Descriptive review of the main strategies of first, second and third generation DNA sequencing and their application in the biomedical environment. This review was carried out by searching articles in electronic databases specialized in scientific research. A total of 118 papers were found, of which 6 were excluded as they did not meet the inclusion criteria and 112 were selected as meeting all the requirements. Conclusions: The emergence of next-generation sequencing methods yielding a wealth of data, including fully sequenced genomes of various species, with extensive throughput, reduced time and cost-effec-tiveness that has led to the complete transformation of the life sciences, achieving unprecedented progress in genome analysis, assessment of microbial ecology and disease diagnosis

Introdução: o objetivo do sequenciamento é determinar a composição dos nucleotídeos presentes no DNA ou RNA. Desde a conclusão do projeto do genoma humano, surgiram diversas tecnologias de sequenciamento rápida como Roche 454, SOLiD, Illumina, Ion Torrent, PacBio e Oxford Nanopore, mais precisas e econômicas, que permitem o desenvolvimento de projetos de grande escala e estudo de genes e genomas, composição de microbiomas, doenças metabólicas e genéticas que afetam a popula-ção. Objetivo: descrever os fundamentos dos métodos de sequenciamento de DNA e suas aplicações nas ciências biomédicas. Métodos: revisão descritiva das principais estratégias de sequenciamento de DNA de primeira, segunda e terceira geração e sua aplicação no ambiente biomédico, a partir da busca de artigos em bases de dados eletrônicas especializadas em pesquisa científica. Foram encontrados 118 documen-tos, dos quais 6 foram excluídos por não atenderem aos critérios de inclusão e 112 fo-ram seleciona-dos por atenderem a todos os requerimentos. Conclusões: o surgimento de métodos de sequenciamento de próxima geração rende uma riqueza de dados, incluindo genomas totalmente se-quenciados de várias espécies, com produção extensa, tempos reduzidos e eficiência de custo, levando à transformação completa das ciências da vida e alcançando um progresso sem precedentes no genoma análise, avaliação de ecologia microbiana e diagnóstico de doenças.

Caracterización molecular de la nucleoproteína del virus de la rabia en canes procedentes de Arequipa, Perú / Molecular characterization of the rabies virus' nucleoprotein in dogs from Arequipa, Peru

RESUMEN Objetivos. Caracterizar la nucleoproteína (N) y establecer el origen del virus de la rabia en canes procedentes de Arequipa. Materiales y métodos. Se analizaron 30 muestras de tejido nervioso procedentes de los departamentos de Arequipa y Puno. Se extrajo el ARN total de las muestras y se sintetizó ADNc para amplificar el gen de la nucleoproteína, secuenciarlo y realizar el análisis bioinformático. Resultados. Se obtuvo la formación de un grupo definido con respecto al grupo externo (European bat lyssavirus). Este grupo fue clasificado en dos subgrupos, uno constituido por muestras procedentes de Puno y Arequipa (subgrupo A), y otro por muestras de Puno (subgrupo B), observándose una identidad nucleotídica de 99,9% en el subgrupo A. Conclusiones. Los agrupamientos de las secuencias virales muestran que los casos de rabia canina notificados en Arequipa son el resultado de la expansión de rabia canina procedente de la región endémica de Puno.

ABSTRACT Objective . To characterize the nucleoprotein (N) and establish the origin of the rabies virus in dogs coming from Arequipa. Materials and Methods. Thirty samples of nervous tissue from the departments of Arequipa and Puno were analyzed. Total RNA was extracted from the samples and cDNA was synthesized to amplify the nucleoprotein gene, sequence it, and perform bioinformatics analysis. Results . A defined group was formed with respect to the external group (European bat lyssavirus). This group was classified into two subgroups, one constituted by samples coming from Puno and Arequipa (subgroup A), and another one by samples from Puno (subgroup B), exhibiting a nucleotide identity of 99.9% in subgroup A. This group was classified in two subgroups, one constituted by samples coming from Puno and Arequipa (subgroup A), and another one by samples from Puno (subgroup B), observing a nucleotide identity of 99.9% in subgroup A. Conclusions. The groupings of viral sequences show that the cases of canine rabies reported in Arequipa are the result of the expansion of canine rabies from the endemic region of Puno.

Molecular Identification of Potyviruses Infecting Potato Plots in Eastern Antioquia (Colombia) / Identificación molecular de potyvirus infectando cultivos de papa en el oriente de antioquia (colombia)

RESUMEN Los potyvirus son uno de los grupos de virus más limitantes en los cultivos de papa (Solanum tuberosum y S. phureja) en el mundo, siendo PVY, PVV y PVA las especies más prevalentes. En este trabajo se evaluó la presencia de estos potyvirus en cuatro lotes de S. tuberosum cv. Diacol-Capiro y cuatro lotes de S. phureja cv. Criolla-Colombia ubicados en el oriente de Antioquia, analizando la cápside viral mediante RT-PCR/secuenciación Sanger y secuenciación de nueva generación (NGS) para S. tuberosum. Los resultados indicaron la ocurrencia de los potyvirus PVY y PVV en las muestras de S. tuberosum y S. phureja, respectivamente; siendo detectadas mediante cebadores específicos la presencia de tres diferentes cepas de PVY (PVYN, PVYNTN y PVY°) en la región de estudio. Este hallazgo fue confirmado por NGS, obteniendo las secuencias completas de los genomas de estas tres cepas, lo que representa el primer reporte de PVYO en Colombia. Por su parte, los análisis de secuencias de la región CP de PVV indicaron niveles de identidad superiores a 99% con respecto a aislamientos del linaje PVVPhu reportado previamente en Antioquia. Estos hallazgos evidencian la necesidad de ajustar los sistemas de detección de virus en los programas de certificación de tubérculo-semilla de papa adelantados en el país.

ABSTRACT Potyviruses are one of the most limiting viruses for the potato (Solanum tuberosum and S. phureja) production worldwide, being PVY, PVV and PVA the most prevalent species. In this work, we tested the presence of these viruses in four commercial S. tuberosum cv. Diacol-Capiro and S. phureja cv. Criolla-Colombia plots in eastern Antioquia using RT-PCR and Sanger sequencing of the coat protein (CP) region, as well as next generation sequencing (NGS) for S. tuberosum samples. Our results revealed the presence of a PVV strain infecting S. phureja with high sequence identity (>99%) to lineage PVVPhu previously reported in Antioquia. Three strains of PVY (PVYN, PVYNTN and PVY°) were found to infect S. tuberosum. The presence of these three PVY strains was confirmed by NGS, allowing the assembly of their complete genomes. This is the first report of the full genome sequence of PVYo strain in Colombia. These findings highlight the need to adjust the tuber-seed certification programs currently implemented in the country.

SECUENCIACIÓN DEL GENOMA COMPLETO DEL Potato yellow vein virus (PYVV) EN TOMATE (Solanum lycopersicum) EN COLOMBIA / Genome Sequencing of Potato yellow vein virus (PYVV) Strain Infecting Solanum lycopersicum in Colombia

RESUMEN Potato yellow vein virus (PYVV), es uno de los fitopatógenos más limitantes para la producción de papa en la región de Los Andes. A pesar que se le ha detectado infectando tomate en Colombia, el conocimiento de las características biológicas de las cepas presentes en este hospedante es muy limitado. En este estudio, utilizando secuenciación masiva de nueva generación (NGS), se obtuvo la secuencia completa de los tres segmentos genómicos del PYVV en plantas de tomate en Marinilla (Antioquia) y se evalúo la utilidad de tres juegos de cebadores para su detección mediante pruebas de RT-PCR convencional y en tiempo real (RT-qPCR). El genoma de la secuencia consenso presentó tamaños de 8043 nt (ARN1), 5346 nt (ARN2) y 3896 nt (ARN3) y se identificaron los diez ORF previamente reportados en este virus, aunque, en general, éstos presentaron menores niveles de identidad que los registrados entre cepas de PYVV de papa. Análisis de variación y de selección identificaron dos regiones en los ORF MET/HEL y CPm que presentan selección positiva, lo que podría estar asociado a la adaptación por hospedante. Los tres juegos de cebadores amplificaron las regiones esperadas de la cápside de PYVV, siendo posible identificar, por diferencias en valores de temperatura de fusión (Tm) y por secuenciación Sanger, la ocurrencia de al menos dos variantes principales de este virus en el Oriente Antioqueño, lo que concuerda con los niveles moderados de polimorfismos encontrados en las secuencias obtenidas por NGS.

ABSTRACT Potato yellow vein virus (PYVV) is one of the most important pathogens of potato in the Andean region. In spite of having been detected in tomato crops in Colombia, knowledge on the biological characteristics of PYVV is limited on this host. In this study, next-generation sequencing (NGS) of a PYVV strain infecting tomato in Marinilla District (Antioquia) was performed; additionally, three primer set useful in RT-PCR and RT-qPCR detection were also tested. The consensus genome consisted of three RNA segments of 8043 nt (RNA1), 5346 nt (RNA2) and 3896 nt (RNA3) encoding ten ORF with slight lower sequence identity in relation to PYVV isolates from potato. Sequence analysis suggests the presence of regions potentially undergoing positive selection in the ORFs coding for MET/HEL and CPm possibly as a result of host adaptation. Experimental validation of primers resulted in amplicon with the expected size while melting temperature analysis and sequencing suggest the presence of at least two PYVV infecting S. lycopersicum in east Antioquia in agreement with the NGS data.