BIWE-hankkeen bakteeri- ja mikrobiyhteisöjen sekvensointipalvelun hankinta Luonnonvarakeskukselle

Suorahankinnan kohteena on BIWE-hankkeen bakteeri- ja mikrobiyhteisöjen sekvensointipalvelu. BIWE-hankkeessa sekvensoidaan bakteeri- ja laajempia mikrobiyhteisöjä ihonpyyhkäisy-, sylki-, hiekka-, kynnysmatto-, leikkikentänpyyhkäisy-, laho-, kasvi-, multa- ja muista näytteistä. Sekvensoinnissa hyödynnetään samanaikaisesti shotgun sekä 16S rRNA-sekvensointimenetelmiä luotettavien ja riittävän kattavien tutkimustulosten saavuttamiseksi. Tämän suorahankintapäätöksen kohteena olevaa sekvensointipalvelua on hankittu ja tullaan hankkimaan aikavälillä 01.10.2021 - 30.09.2027. Suorahankinnan kohteena olevien näytetyyppien sekvensointi shotgun ja 16S rRNA-sekvensointimenetelmillä vaatii pitkälle kehitettyä erityisosaamista, jota on tarjolla maailmanlaajuisesti suhteellisen vähän. Menetelmässä käytetään erityisiä lyhyitä overhang-alukkeita, menetelmässä käytettävät pcr-syklit riippuvat näytetyypin dna-pitoisuudesta ja dna-nesteessä olevista dna:n inhibiittorien määrästä ja laadusta. Inhibiittorien määrä ja laatu ratkaisevat saannon kullekin näytetyypille spesifisellä tavalla. Varsinkin ihonäytteissä dna on tiivistettävä ottaen huomioon ympäristöstä peräisin olevien inhibiittorien, kuten näytteen humuspitoisuuden ja mahdollisten ihmisperäisten haitta-aineiden, kuten polysyklisten aromaattisten hiilivetyjen, pitoisuuden ja laadun. Nämä inhibiittorit ratkaisevat myös maa- ja kynnysmattonäytteistä saatavan sekvenssidata laadun ja luotettavuuden. Myös sylkinäytteissä tulee ottaa huomioon mahdollisen edeltävän aterian vaikutus. Jotta sekvensointitulokset ovat riittävän luotettavia ja kattavia, tulee kaikkien näytetyyppien onnistua ja olla vertailukelpoisia, mikä edellyttää yhden laboratorion käyttämistä. Tässä hankinnassa analysoidaan: (i) lasten kämmenselän ja käsivarren sivelynäytteitä, joista osa sisältää runsaasti humusta ja toiset hyvin vähän mikrobeja; (ii) aikuisten kämmenselän ja kyynärvarren sisäpinnan mikrobiyhteisöjä, joissa on samantapaista vaihtelua ja lisäksi lahoavan kasviaineksen ja liikenteen tuomia inhibiittoreita; (iii) aikuisten ja erityisen haavoittuvassa asemassa olevien ihmisryhmien syljen mikrobistoa, joista jälkimmäisissä voi olla standardimenetelmää pienempi määrä lähtöainetta (sylkeä); (iv) omakotitalojen, päiväkotien ja asumisyksiköiden kynnysmattojen alustojen ja portinpielien mikrobistoa; (v) salaatin, retiisin ja herneen sekä myöhemmin määritettävien piha-alueen kasvilajien mikrobistoa; sekä (vi) kumisten leikkikenttien ja sora- sekä hakealustojen mikrobistoa, mikä edellyttää näytetyyppikohtaista tietämystä inhibiittorien vaikutuksen eliminoinnista. Edellä mainittujen näytetyyppien onnistunut analysointi edellyttää näytetyyppispesifistä hienosäätöä, kuten ympäristön inhibiittorien vaikutuksen eliminointia ennen NovaSeq S1 NS1-300 -ajoa yhdessä Illumina DNA-prep (Nextera) ¼ 96-näytelevyajon ja BluePippin DNA-pitoisuusvalintaa ja emäsparien pituuden valintaa -metagenomista dna-ajoa varten. Tässä hankinnassa tulee yhteistyössä palveluntarjoajan kanssa sopia, mitkä näytetyypit voidaan ajaa yllä mainitulla metagenomisella menetelmällä ja missä näytetyypeissä ja näyte-erissä on vertailukelpoisten tulosten saamiseksi syytä käyttää 16S rRNA-sekvensointia. Useimmat suorahankinnan kohteena olevat näytetyypit ovat harvinaisia ja niiden sekvensoinnin onnistuminen ja tuloksena saatavan sekvensointitiedoston laatu riippuu sekvensoijalaboratorion osaamisesta ja kokemuksesta. Palvelun vaatimukset täyttävä toteutus vaatii käytännössä, että sekvensoinnin suorittava taho on suorittanut sekvensointia kyseessä oleville näytetyypeille jo aikaisemmin sekvensointimenetelmien ominaisuuksista johtuen. Toimittajan sekvensointimenetelmää hankinnan kohteena olevien näytetyyppien analysoimiseksi on kehitetty tiiviissä yhteistyössä Luken tutkijoiden kanssa useiden vuosien aikana, jo ennen BIWE-hanketta. Lisäksi Luonnonvarakeskuksen BIWE-hankkeeseen osallistuva työryhmä on Luonnonvarakeskuksen tietojen mukaan maailmanlaajuisella tasolla ainoa ryhmä, joka on analysoinut tiettyjä kyseessä olevia näytetyyppejä, kuten ihon sivelynäytteitä humusmaakosketuksen jälkeen. Luonnonvarakeskus on selvittänyt markkinatoimijoita vuonna 2021 ja testannut sekvensointia mm. Kansasin valtionyliopiston, B. G. I:n ja Viikin-laboratorioiden kanssa, mutta testausten perusteella tutkimustulokset eivät ole olleet riittävän kattavia ja luotettavia. Luonnonvarakeskuksen suorittaman markkinakartoituksen perusteella FIMM on ainoa toimija, jolta löytyy riittävä osaaminen ja tietotaito palvelun suorittamiseksi Luonnonvarakeskuksen sekä rahoittajan (Suomen Akatemia) ja tutkimuksen eettisyyttä valvovan toimijan (Pirkanmaan hyvinvointialueen eettinen lautakunta) vaatimukset täyttävällä tavalla. Jos eri näytetyypit sekvensoitaisiin eri laboratorioiden toimesta, tulokset eivät olisi keskenään vertailukelpoisia huolimatta siitä, että analyysit tehtäisiin samoja alukkeita käyttäen. Mikrobien analysoiminen on erittäin herkkä tulosten vääristymille, ja eri laboratorioilla on erilaiset kontaminaatiot riippuen sekvensointinäytteiden ympäristöstä ja käyttäjästä. Tulosten vertailukelvottomuus estäisi käytännössä BIWE-hankkeen tulosten julkaisemisen, johtaisi heikompilaatuisiin julkaisuihin tai vähintään estäisi tutkimuksen suorittamisen tutkimussuunnitelmassa kuvatulla tavalla. Luonnonvarakeskuksen on lisäksi tutkimuksen sisällöstä johtuen varmistettava riittävän luotettavalla tavalla tutkimuksen tieteellisen laadun ja eettisyyden sekä tietosuoja- ja tietoturvavaatimusten toteutuminen, mikä on omalta osaltaan rajannut toimittajavalinnan mahdollisuuksia.