Ускорение открытия новых антибиотиков с помощью почвенных бактерий
Исследователь из Северо-Восточного университета Ким Льюис возглавляет усилия по ускорению открытия новых антибиотиков в рамках межучрежденческого проекта по борьбе с растущей проблемой антибиотикорезистентности.
Проблема антимикробной резистентности
- Мы практически прекратили вводить новые антибиотики около 50 лет назад.
- Бактерии продолжают приобретать и распространять устойчивость, что привело к кризису, который ВОЗ называет «медленно текущей пандемией».
- Эта проблема способствует почти 5 миллионам смертей в год.
Новый подход к скринингу
Цель новой технологии — использование методов высокопроизводительного скрининга и микрофлюидики для ускорения открытия новых антибиотиков. Учёные из 25 исследовательских групп в девяти штатах США и Великобритании разработают новые инструменты, включая анализы на уровне одной клетки и машинное обучение.
- Традиционный метод (XX век): использование чашки Петри с равномерно распределённым тест-патогеном. Антибиотик обнаруживается по зоне подавления роста вокруг колонии-продуцента.
- Современный метод (микрофлюидика): суспензию клеток из окружающей среды помещают в микрофлюидный чип с ~10 миллионами боковых каналов. Каждый канал получает примерно одну клетку, которая может расти и продуцировать соединения. Связи между каналами (размером в одну тысячную миллиметра) открываются, позволяя потенциальному антибиотику диффундировать к тест-патогенам. Сканирующий лазерный микроскоп определяет, делится ли патоген. Остановка роста указывает на действие антибиотика.
Масштаб и перспективы
- Существующие антибиотики получены менее чем от 1% видов бактерий.
- Команда Льюиса разработала подход, который позволяет тестировать до 10 миллионов видов в день, вместо исторической нормы в 100 000 видов за 10 лет.
- Большинство клинических антибиотиков выделены из актиномицетов, которые были «исчерпаны» давно.
- Лаборатория Льюиса уже начала поиск за пределами актиномицетов и обнаружила «очень интересные новые соединения», которые сейчас разрабатываются против мультирезистентных патогенов.
«Мы переносим этот процесс в XXI век... и теперь мы будем делать это лучше и быстрее», — заключает Льюис.