Антибиотики произвели революцию в медицине, сделав возможным лечение большинства известных сегодня бактериальных инфекций. Однако их бесконтрольное использование привело к серьезной глобальной проблеме устойчивости к антибиотикам. Одной из самых опасных «супербактерий», выработавших защитные стратегии от большинства известных антибиотиков, является метициллин-резистентный золотистый стафилококк (MRSA). Он является основной причиной внутрибольничных инфекций, а его точная и своевременная диагностика имеет решающее значение для их эффективного лечения.
Однако тесты на чувствительность к антибиотикам, золотой стандарт, используемый для оценки бактериального ответа на различные лекарства, делаются довольно долго. Для получения их результатов нужно как минимум несколько дней, которые могут быть решающими в случае MRSA.
В поисках более простого и надежного инструмента обнаружения исследователи из Тайваня и Японии разработали высокочувствительный автономный биосенсор ДНК, не содержащий культур, который может точно обнаруживать летальные «супербактерии» MRSA.[1]
Принцип работы биосенсора основан на броуновском движении — самоуправляемом случайном и беспорядочном движением микрочастиц. Исследователи подготовили короткие последовательности ДНК, называемые олигонуклеотидными зондами, которые могут распознавать две разные последовательности-мишени в ДНК MRSA. К одному из этих зондов они прикрепили флуоресцентные шарики, которые использовались для точной визуальной количественной оценки движения частиц. К другому они прикрепили объемные наночастицы золота, которые уменьшают коэффициент диффузии или скорость движения наночастиц. При смешивании с ДНК MRSA исследователи увидели, что оба зонда «зажали» ДНК, что сделало их обнаружение простым и быстрым. Исследователи также подтвердили специфичность сенсора из-за его неспособности связывать ДНК других бактерий.
Новая конструкция биосенсора, разработанная учеными, устраняет необходимость в трудоемком и трудоемком культивировании клеток, и сокращает время обнаружения MRSA до 10 секунд. Кроме того, он имеет низкий предел обнаружения и может обнаруживать мельчайшие концентрации до 10 пМ, что облегчает быструю и точную диагностику инфекционных патогенов на чрезвычайно ограниченных образцах. Наносенсор также можно настроить для обнаружения других патогенов, путем изменения последовательности связывания целевой ДНК.
Использованы фото Shutterstock/FOTODOM UKRAINE
- Wang, J. C., et al. (2020) Culture-free detection of methicillin-resistant Staphylococcus aureus by using self-driving diffusometric DNA nanosensors. Biosensors and Bioelectronics. doi.org/10.1016/j.bios.2019.111817.
