Dal monitoraggio della SARS-CoV-2 al rilevamento della resistenza ai farmaci antivirali contro l'HIV, la risorsa Il SIB Resource V-pipe coordina diversi pacchetti software per rilevare la diversità genomica di una popolazione virale in un campione o in un individuo. La pipeline è uno strumento fondamentale per i ricercatori che conducono applicazioni di sorveglianza epidemiologica su larga scala e applicazioni cliniche incentrate sul paziente. In occasione della pubblicazione dell'articolo che presenta la risorsa, abbiamo chiesto al team che l'ha sviluppata, il Computational Biology Group dell'ETH di Zurigo guidato da Niko Beerenwinkel, di raccontarci l'evoluzione dello strumento, le sue recenti applicazioni e gli sviluppi futuri.
Cos'è il V-pipe?
V-pipe è un programma per l'analisi dei dati di sequenziamento ottenuti da campioni di virus in modo automatizzato, riproducibile e trasparente. Si tratta di una pipeline bioinformatica, ovvero un insieme coordinato di strumenti computazionali.
Come può essere utilizzato il V-pipe nella ricerca?
V-pipe è in grado di dedurre la diversità genomica virale presente in un campione, sulla base dei dati di sequenziamento di nuova generazione. Tali stime sono importanti per la diagnostica e il trattamento virale, nonché per la sorveglianza epidemiologica.
Puoi citare un esempio particolarmente interessante di uno studio che utilizza il V-pipe?
Più recentemente, abbiamo utilizzato V-pipe per rilevare varianti genetiche del coronavirus in campioni di acque reflue. Abbiamo individuato diverse varianti preoccupanti, spesso prima rispetto ai campioni clinici. Questo studio, reso disponibile in versione preliminare, ha suscitato l'interesse di ricercatori di tutto il mondo che intendono replicare il nostro approccio a livello locale, compresi progetti di analisi delle acque reflue in Austria, Germania, Grecia e, naturalmente, l'International Water Association.
Su un argomento completamente diverso e inaspettato, i biologi marini francesi stanno utilizzando V-pipe per rilevare coinfezioni di diversi ceppi di herpesvirus, che, abbiamo appreso, sono motivo di grande preoccupazione nell'allevamento delle ostriche.
Quali sono le principali modifiche apportate al V-pipe dalla sua introduzione?
La pipeline stessa è stata riprogettata in diversi modi per renderla più robusta e flessibile. Allo stesso tempo, abbiamo migliorato diversi suoi componenti, in particolare la fase di identificazione delle mutazioni. Ad esempio, questi sforzi hanno consentito a V-pipe di scalare a coorti molto grandi, come le migliaia di campioni di coronavirus che abbiamo analizzato con V-pipe.
Qual è attualmente la caratteristica più interessante del V-pipe?
Con l'inizio della crisi COVID-19 abbiamo rapidamente fornito un ramo specifico per SARS-CoV-2 di V-pipe, che ora è ampiamente utilizzato e sta guidando la maggior parte degli sforzi svizzeri di sequenziamento per la sorveglianza del coronavirus, compresa la caratterizzazione genomica delle varianti preoccupanti.
Pensando al futuro: come pensi che continuerà ad evolversi V-pipe?
Continueremo a sviluppare V-pipe sia per applicazioni di sorveglianza epidemiologica su larga scala che per applicazioni cliniche incentrate sul paziente. L'individuazione precoce di mutazioni emergenti nei campioni di HIV, che conferiscono resistenza ai farmaci antivirali, è un esempio di applicazione di V-pipe a supporto delle decisioni mediche.
V-pipe è entrata a far parte del portafoglio di SIB Resources nel 2017 come risorsa emergente. Cosa significa essere una risorsa del SIB?
Stiamo traendo enormi benefici dal supporto di Il SIB, dall'ambiente professionale dei bioinformatici e degli sviluppatori di software e dalla rete internazionale di Il SIB.
Reference(s)
Posada-Céspedes S et al., V-pipe: una pipeline computazionale per valutare la diversità genetica virale da dati ad alta produttività. Bioinformatica, 2020.
