Будет ли этот антибиотик работать? Быстрый и простой метод тестирования чувствительности к антимикробным препаратам
Устойчивость к противомикробным препаратам (УПП) является прямой причиной примерно 1.3 миллиона смертей в год по всему миру. Ключевой шаг для предотвращения УПП — тестирование чувствительности микроба к антибиотикам перед назначением пациенту. Однако текущие методы оценки УПП (бульонное микроразведение и дискодиффузия) требуют более 20 часов.
Исследователи из Сингапурского университета технологий и дизайна разработали платформу для быстрого и точного анализа антимикробной чувствительности (AST) в течение часа.
Новая технология
Платформа основана на измерении электрического импеданса в микрофлюидном устройстве. Она определяет изменение проницаемости бактериальной мембраны после воздействия антибиотика.
«Поскольку изменение проницаемости мембраны чувствительных бактерий можно обнаружить с помощью нашего метода уже через 30 минут после воздействия антибиотиков, долгосрочное культивирование бактерий не требуется», — пояснил доцент Йе Ай.
Это сокращает время получения результата примерно на 20 часов по сравнению с культуральными методами. Платформа также позволяет автоматизировать обработку бактериальных растворов, снижая человеческую ошибку.
Проверка точности
Команда провела сравнительный анализ с культуральными методами.
Определение минимальной ингибирующей концентрации (МИК) для трех штаммов E. coli (Eco1, Eco2, Eco3) при разных концентрациях антибиотика ципрофлоксацина.
- Результаты платформы: Eco1 <0.0625 мг/л, Eco2 = 0.25 мг/л, Eco3 >4 мг/л.
- Согласно рекомендациям CLSI, это означает, что Eco1 и Eco2 — чувствительны, а Eco3 — устойчив к ципрофлоксацину. Результаты полностью совпали с методом бульонного микроразведения.
Оценка точек останова (breakpoints) для разных антибиотиков. Платформа успешно классифицировала штаммы как чувствительные или устойчивые к ципрофлоксацину, что также полностью согласовалось с тестом дискодиффузии.
Тестирование с разными антибиотиками. Платформа корректно идентифицировала, какие штаммы к каким антибиотикам чувствительны, что было подтверждено параллельным методом дискодиффузии.
Во всех тестах новая платформа показала 100% категориальное соответствие с золотыми стандартами оценки УПП.
Значение и перспективы
Эта технология имеет огромные перспективы для смягчения угрозы УПП, предоставляя быстрый и точный способ проверки эффективности антибиотика.
Доцент Йе Ай активно ищет финансирование для коммерциализации технологии и сотрудничает с больницей Чанги в Сингапуре для её дальнейшей разработки и применения в реальных клинических условиях.