Разработан тест, определяющий устойчивость бактерий к антибиотикам всего за 90 минут

бактерии

Распространенность устойчивости бактерий к антибиотикам растет во всем мире и угрожает возможности лечения многих распространенных инфекционных заболеваний. Десятки миллионов людей ежегодно заражаются лекарственно-устойчивыми патогенами, и сотни тысячи людей умирают от инфекций, лечение которых становится невозможным.

Одной из стратегий уменьшения лекарственной устойчивости, является отказ от антибиотиков широкого спектра действия и использование «узконаправленных» лекарств. Однако заранее очень сложно предсказать какие именно антибиотики с узким спектром действия будут работать при той или иной инфекции.

Чтобы определить, устойчива ли конкретная инфекция к антибиотикам, необходимо разделить бактерии, а затем выращивать их в лаборатории и наблюдать за ростом популяции. Этот процесс может занять до двух дней и более.

Поэтому врачи чаще всего не ждут результатов такого теста (особенно в тех случаях, когда критично начать лечение как можно раньше), а назначают препарат эмпирически, не имея полной информации о том, насколько хорошо он подействует. В таких случаях им приходится отдавать предпочтение антибиотикам широкого спектра действия, которые только усугубляют проблему лекарственной устойчивости.

Группа исследователей из Университета штата Вашингтон использовала зонд для прямого измерения электрохимического сигнала бактерий, на основании которого можно определить их метаболизм и дыхание, то есть узнать, насколько они активны, задолго до того, как это можно будет увидеть в культуре.

Исследуя восемь различных штаммов бактерий, исследователи смогли использовать этот метод, чтобы менее чем за 90 минут определить их лекарственную устойчивость. Бактерии, у которых после воздействия антибиотиков сохранялся метаболизм и дыхания, считались устойчивыми или нечувствительными к лекарствам.

Предыдущие попытки измерить электрохимическую активность бактерий были не удачны, потому что большинство видов бактерий не способны передавать электроны непосредственно на электрод. Однако теперь исследователи добавили химический посредник, который действовал как челнок, забирая электроны с поверхностных белков бактерий и перемещая их на электрод, что позволяет измерить электрический сигнал. Таким образом они создали универсальный механизм, который может тестировать все типы патогенов.

Исследователи протестировали четыре разных вида бактерий, вызывающих внутрибольничные инфекции, и множество антибиотиков, которые действуют посредством различных механизмов. Они также разработали индекс чувствительности к антибиотикам, чтобы классифицировать результаты и помочь врачам решить, какой антибиотик использовать.

Теперь исследователи планируют сделать свой зонд удобным и стандартизированным для использования, а также надеются коммерциализировать его.

Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE

Gretchen Tibbits, Abdelrhman Mohamed, Douglas R. Call, Haluk Beyenal. Rapid differentiation of antibiotic-susceptible and -resistant bacteria through mediated extracellular electron transferBiosensors and Bioelectronics, 2021; 113754 DOI: 10.1016/j.bios.2021.113754
Прокрутить вверх