Разработаны молекулы для быстрого обнаружения и захвата бактерий Escherichia coli
Учёные из Университета Цюриха создали молекулы для более быстрого обнаружения определённых бактерий, что ускорит медицинскую диагностику, особенно при инфекциях кровотока. Разработка уже используется стартапом Rqmicro для мониторинга качества воды.
Ускорение диагностики
Традиционные методы идентификации бактерий требуют их выращивания (до 12 часов и более), а затем анализа (ещё 2 часа). Новая стратегия позволяет обнаруживать бактерии, даже в малом количестве, «окрашивая» их специфическими цветами и захватывая прямо в крови, экономя до 6 часов.
Исследователи сосредоточились на Escherichia coli (E. coli), часто вызывающей инфекции мочевыводящих путей и кровотока. В Швейцарии с 2004 по 2024 год устойчивость этого вида к некоторым классам антибиотиков выросла вчетверо.
Преодоление «джунглей сахаров»
Для захвата E. coli нужно было решить две задачи: найти уникальную мишень и преодолеть плотный барьер из сахаров вокруг бактерии.
В качестве «крючка» учёные выбрали нанотела (nanobodies). Они малы, стабильны при комнатной температуре и могут проникать между сахарами.
Анализ геномов E. coli из международной базы данных и швейцарских больниц выявил белок OmpA, специфичная форма которого есть только у E. coli. Были разработаны нанотела, целенаправленно обнаруживающие эту версию OmpA у более 90% видов E. coli.
Создание «удочки»
Нанотела с прикреплённым красителем хорошо обнаруживают бактерии. Однако для их захвата с помощью магнитных бусин (beads) потребовалось решение: бусины слишком велики, чтобы проникнуть сквозь сахара.
Учёные создали молекулярную «удочку» — нить, соединяющую нанотела («крючок») с магнитными бусинами («рукояткой»), заблокированными сахарами.
«Теперь у нас есть инструмент для обнаружения и захвата Escherichia coli. Я надеюсь, мы сможем успешно внедрить его в клиническую диагностику. Мы уже используем его для анализа окружающей среды», — говорит руководитель исследования Маркус Зегер.
Исследование опубликовано в Communications Biology.