Platform voor next-generation sequencing Genomica in recordtijd

Roche presenteert een nieuw sequentieplatform op basis van de SBX-technologie: dit codeert DNA/RNA in „Xpandomeren“ en maakt daarmee sequentiebepaling van afzonderlijke moleculen mogelijk met een hoge nauwkeurigheid en een hoge doorvoercapaciteit – sequentiebepaling van het volledige genoom binnen één dag.

Roche heeft samen met Axelios 1 een nieuw sequentieplatform ontwikkeld, gebaseerd op de SBX-technologie. Hiermee moeten kritieke knelpunten in de genomica en ook in het klinisch onderzoek worden weggenomen. Het platform stelt onderzoekers in staat nieuwe inzichten te verwerven die het begrip van ziekten kunnen verbeteren, aldus een persbericht van het bedrijf.

Dankzij de flexibele configuratie van de sequentiebepalingen en de hoge doorvoercapaciteit van het platform kunnen zowel kleinschalige onderzoeken als omvangrijke genoomprojecten worden uitgevoerd. Zo kunnen laboratoria hun onderzoekscapaciteit met slechts één platform uitbreiden. Deze flexibele en open configuratie biedt wetenschappers meer mogelijkheden en maakt nieuwe werkprocessen mogelijk.

Volgens Roche bevestigen studies dat het nieuwe sequentieplatform een indrukwekkende nauwkeurigheid en doorvoercapaciteit biedt, in combinatie met een recordbrekende snelheid en een betere kostenefficiëntie.

De prestaties van het nieuwe sequentieplatform

Axelios 1 is het single-molecule-sequencingplatform van de volgende generatie van Roche. Het is het eerste platform dat is gebaseerd op de eigen „Sequencing by Expansion“-technologie (SBX). Het platform zet DNA/RNA om in ‘Xpandomeren’ met een hoge signaal-ruisverhouding. Deze worden door een sequencer gemeten met behulp van een herbruikbare CMOS-sensor (Complementary Metal–Oxide–Semiconductor), die miljoenen nanoporiën bevat. Deze architectuur maakt nauwkeurige, snelle, flexibele en doorvoerkrachtige sequentiebepaling op enkelmolecuulniveau mogelijk, met analyse in bijna realtime.

Het platform kan zowel voor kleinere, snellere monstervolumes als voor grotere projecten worden ingezet, zonder dat systemen of werkprocessen hoeven te worden aangepast. Bovendien kan het nog dezelfde dag resultaten voor het volledige genoom leveren.

Roche zal Library Prep-kits en een gratis open-source bio-informatica-analysesuite (XOOS) aanbieden, die speciaal zijn afgestemd op de SBX-technologie. Bovendien is het platform zo ontworpen dat andere life-science-tools flexibel kunnen worden ingezet, wat een hoge mate van compatibiliteit met een breed scala aan onderzoekstoepassingen garandeert.

Sinds de introductie van de SBX-technologie begin 2025 zijn talrijke onderzoekstoepassingen als proof of concept met deze technologie getest, waaronder whole-genome sequencing (WGS), RNA-sequencing, RNA-sequencing van afzonderlijke cellen, ruimtelijke sequencing en methyleringsanalyses. Early-Access-gebruikers hebben bovendien praktische onderzoekstoepassingen gedemonstreerd op het gebied van oncologie, genetica en infectieziekten en zelfs het wereldrecord voor de snelste DNA-sequencingtechniek gevestigd. Axelios 1 is uitsluitend bestemd voor onderzoeksdoeleinden en is niet goedgekeurd voor gebruik in diagnostische procedures.

Over de sequentietechnologie „Sequencing by Expansion“ (SBX)

De SBX-technologie is een nieuwe benadering voor sequentiebepaling, waarbij de sequentie van een doel-nucleïnezuurmolecuul (DNA of RNA) met behulp van een uitgekiend biochemisch proces wordt gecodeerd in een meetbaar vervangend polymeer, een zogenaamd „Xpandomer“. wordt gecodeerd. De xpandomeren, die vijftig keer langer zijn dan het oorspronkelijke molecuul, coderen de sequentie-informatie in reporters met een hoge signaal-ruisverhouding. Dit betekent dat ze bij het passeren van een nanoporie duidelijke signalen met minimale achtergrondruis leveren en daardoor de nauwkeurigheid van de sequentiebepaling van afzonderlijke moleculen aanzienlijk verbeteren.

De SBX-chemie wordt gecombineerd met een herbruikbare CMOS-sensormodule met hoge doorvoercapaciteit en een geavanceerde analysemodule, die een ultrasnelle basenbepaling en -analyse vrijwel in realtime mogelijk maakt. Deze module beschikt over een zeer schaalbare en flexibele architectuur voor kostenefficiënte sequentiebepaling bij verschillende doorvoercapaciteiten – van kleine studies tot grootschalige projecten met duizenden monsters. De workflows kunnen bovendien worden aangepast aan verschillende experimentele vereisten, waaronder reads tot ~1.500 bp onder geschikte monster- en bibliotheekvoorbereidingsomstandigheden, evenals een ultrasnelle workflowoptie van het monster tot het variantcalling-formaat (VCF).

Vanwege haar veelzijdigheid is de SBX-technologie geschikt voor een groot aantal toepassingen, waaronder volledige genoomsequencing, exoomsequencing en RNA-sequencing.