Eusoft.Lab il LIMS in CLOUD a supporto delle tecnologie NGS

Il Progetto di Ricerca e Sviluppo OMICS4FOOD, finanziato dal bando INNONETWORK nell’ambito del POR Puglia FESR-FSE 2014-2020, Asse prioritario 1 – Ricerca, sviluppo tecnologico, innovazione – Azione 1.6, nasce nel 2018 con l’obiettivo di migliorare i processi produttivi di alimenti freschi prodotti da farine mediante approcci basati su tecnologie omiche ed informazioni complesse, elaborate da un sistema informativo progettato e sviluppato in ambiente Cloud (LIMS).  

Per il perseguimento e il raggiungimento di quest’obiettivo, Eusoft ha partecipato al progetto come azienda Capofila, collaborando con diversi partner: Food Safety Lab Srl, Essenza Glutine Srl, Base Pizza Srl, Pasta Apulia Srl e il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). 

Il progetto OMICS4FOOD ha previsto:  

  • nell’ambito dell’innovazione tecnologica, la realizzazione di un LIMS (Laboratory Information Management System) per le piattaforme NGS (Next Generation Sequencing) in Cloud (CLOUD NGS LIMS) finalizzato alla gestione di protocolli di studi omici, specificatamente basati sul sequenziamento massimo del DNA e flussi di analisi statistica e bioinformatica dei dati prodotti, e delle informazioni provenienti dai punti critici del processo analitico, tutti integrati nel Cloud NGS LIMS mediante soluzioni avanzate in grado di interpretare i risultati prodotti; 
  • nell’ambito della sicurezza alimentare e per la salute dell’uomo, l’implementazione di schemi produttivi di prodotti da farine, convenzionali e gluten-free, dalla preparazione delle farine alla confezione del prodotto in MAP (Modified Atmosphere Packaging), a seguito dell’applicazione di conoscenze acquisite tramite l’attività di caratterizzazione microbiologica con approcci di metagenomica e proteomica; 
  • la produzione di un’App integrata che permette di associare ai prodotti delle aziende alimentari le caratteristiche analizzate (analisi genomiche e chimico-microbiologiche) e di rappresentarle attraverso tecniche di realtà aumentata.  

La necessità insita nel progetto nasce dal fatto che i LIMS attualmente offerti sul mercato non rispondono alle esigenze del settore NGS: non permettono, ad esempio, di analizzare i metadati non codificati relativi ai campioni, o di gestire i diversi protocolli propri delle analisi omiche. Non hanno, inoltre, sistemi evoluti di consultazione mobile e non sono soluzioni SaaS (Software as a Service) utilizzabili in Cloud. Tutto ciò deriva da problematiche di natura tecnologica e know-how scientifico, che richiedono approfondimenti e investimenti in attività di Ricerca riguardanti: 

  • la complessità dei metadati da associare ai campioni e la massiva quantità di dati prodotti dai sequenziatori,  
  • l’integrazione con strumenti di sequenziamento e la necessità di gestire un sistema capace di disegnare ed eseguire diversi workflow scientifici,  
  • la necessità di integrare algoritmi di bioinformatica utilizzati dai tecnici per l’analisi dei dati,  
  • la complessità della rappresentazione dei risultati di analisi che richiede soluzioni di realtà aumentata.  

La proposta progettuale è stata perciò rappresentata dallo sviluppo di un sistema di “Servizio Integrato” LIMS per l’industrializzazione del processo di gestione delle informazioni e di analisi in applicazioni di Next Generation Sequencing in ambiente Cloud Computing, mediante le competenze di un Centro di Ricerca, esperti in big data, bioinformatici ed esperti di sviluppo software.  

Il sistema LIMS è stato quindi popolato e validato a seguito di analisi biomolecolari e microbiologiche condotte a partire da matrici alimentari selezionate, campionate in un cluster di aziende che hanno come mercato di riferimento il settore agroalimentare. In particolare, trattasi di aziende produttrici di paste alimentari, che hanno l’esigenza tecnologica di migliorare la conservazione dei prodotti freschi, come la pasta e i derivati da farine fermentate, in atmosfera controllata (MAP – Modified Atmosphere Packaging).  

Il LIMS per applicazioni NGS, nello specifico finalizzato all’analisi microbiologica con approcci di metagenomica, è stato progettato secondo le norme GLP e testato su una filiera agroalimentare selezionata, rappresentata da un cluster di aziende produttrici di farine trasformate lievitate e non, gluten e gluten-free.  Il Laboratorio Food Safety Lab e il CNR-IBIOM hanno adottato, in fase di esecuzione del progetto, il sistema LIMS valutato in seguito con indicatori di costo-beneficio definiti e valutati ex-ante rispetto alla gestione in assenza di sistema informatizzato. Le aziende agroalimentari hanno beneficiato poi, attraverso l’analisi e la caratterizzazione microbiologica, sia tassonomica che funzionale, delle loro matrici alimentari (derivati da farine fermentate), di indicazioni sufficienti all’ottimizzazione dei loro processi produttivi in relazione al confezionamento MAP. L’ottimizzazione dei processi industriali ha consentito quindi alle aziende agroalimentari il miglioramento della shelf-life, della qualità e della sicurezza dei propri prodotti. 

Nelle prossime settimane saremo lieti di poter ufficialmente presentare e condividere i risultati del progetto di ricerca OMICS4FOOD, non perderti le novità sul nostro sito web!