Быстрые тесты для определения чувствительности бактерий к антибиотикам разработали в Израиле

Определение чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам Анализ чувствительности микроорганизмов к препаратам — начальный и очень важный этап антибиотикотерапии. Ведь эмпирические назначения часто оказываются неэффек­тивными и увеличивают резистентность бактерий. Но такие исследования занимают много времени (от 1-3 суток до двух недель), а с лечением врачам нужно определиться уже в первые часы после поступления больного.

В Израильском Технологическом институте Technion разработан быстрый тест SNDA-AST, который позволяет получить результаты в течении 1 рабочего дня, уже через 2-4 часа после забора пробы. Он также помогает экономить средства больниц. Закупить системы смогут не только крупные клиники, как 1 Медицинский центр в Тель-Авиве, но и небольшие амбулатории.

Принцип действия теста

Классическое определение чувствительности к антибиотикам требует посева на твёрдую среду, инкубацию в течении 12-48 часов. Дальше образцы нужно выдержать с дисками или жидкими растворами антибиотиков, что также занимает время. Результаты получают не раньше, чем через 2-5 дней.

Классический метод с посевом бактерий
Источник: Shutterstock

Более современные тесты (VITEK 2 и Phoenix) предусматривают выращивание культуры в жидкой среде и подсчёт количества бактерий по оптической плотности. Но и они занимают не меньше суток. Для анализа требуются образцы с высокой концентрацией микробных клеток (например, утренняя моча).

Израильские учёные, используя предыдущие исследования в этой области, попробовали решить перечисленные выше проблемы. Они решили зафиксировать бактерии на твёрдой фазе (использовались микропоры в кремниевой пластине), что позволило брать для анализа жидкости с меньшей концентрацией микроорганизмов.

Для визуализации роста или гибели колоний использовался флуоресцентный краситель резазурин. Он нетоксичный для клеток, но имеет свойство превращаться в резоруфин под влиянием аэробного дыхания бактерий. Чем интенсивнее идёт размножение, тем быстрее происходит реакция. Резоруфин имеет более выраженные флуоресцентные способности, чем его предшественник.

Тест SNDA-AST
Источник: https://ats.org/news/fast-accurate-customization-of-antibiotic-treatments-possible/

Для считывания результатов нет надобности использовать оптику с высоким разрешением, чтобы визуализировать бактериальные клетки. Достаточно обычного инвертированного флуоресцентного микроскопа, который имеется сейчас во многих лабораториях.

Как работает система

Тест SNDA-AST представляет собой пластину из полидиметилсилоксана с кремниевой формой, полученной в результате глубокой ионной протравки. По центру идёт бороздка, куда вносится лабораторной пипеткой 10 мкл анализируемого образца (мочи, слюны, сыворотки крови).

Из бороздки жидкость растекается по маленьким боковым ячейкам. Там на кремниевых пластинах с микропорами размером 8 нл фиксированы лиофилизированные антибиотики. Чтобы жидкость не смешивалась, вместе с образцами вносится 3 мкл масла, заполняющего бороздку.

Схема устройства и принцип действия теста SNDA-AST
Источник: https://www.pnas.org/content/114/29/E5787/tab-figures-data

После инкубации пластина рассматривается и анализируется под микроскопом. Чем ярче флюоресценция, тем сильнее размножаются бактерии и ниже чувствительность к антибиотикам. Для контроля используются две дополнительные ячейки:

По данным исследователей, достоверность результатов достигает 95%, а погрешность около 10%. Сравнение проводилось с тестами VITEK 2 компании BioMerieux.

Новые системы для определения чувствительности к антибиотикам пока не стали коммерческими. Для введения тестов во врачебную практику нужно дальше проводить клинические исследования. Но есть все предпосылки, что в скором времени они станут доступными для медицинских центров Израиля и других стран.

Источник: https://phys.org/news/2017-06-fast-customized-antibiotic-treatments.html