Новый способ определения устойчивости к антибиотикам за полчаса

Неоправданное назначение антибиотиков стало причиной распространения устойчивых форм. Одной из причин назначения антибиотика без предварительного тестирования восприимчивости патогена является длительность процедур, необходимых для оценки антибиотикочувствительности. Использование микрофлюидных устройств позволило изменить эту ситуацию. Микрофлюидные системы способны захватывать и концентрировать клетки возбудителя в материале, даже если они содержатся там в небольшом количестве. Поскольку такие системы работают с очень малыми объёмами, процессы, которые в бактериальной культуре становятся заметны спустя часы и дни, можно увидеть в микрокапиллярах в течение минут, особенно если капилляры такие тонкие, что бактерии оказываются в них выстроенными по одной в ряд.

Одним из таких заболеваний, при котором часто требуется индивидуальный подбор антибиотика, являются инфекции мочевыводящих путей. 85 % случаев этого заболевания вызываются кишечной палочкой. Для лечения данного заболевания обычно используют пенициллины (ампициллин, амоксиклав и мециллинам), дорипенем, ципрофлоксацин, левофлоксацин, фосфомицин, нитрофурантоин и триметоприм-сульфаметоксазол.

Если загрузить микрочип, в капиллярах которого находятся выстроенные цепочками кишечные палочки, питательными средами, содержащими эти антибиотики, можно уже через 11 минут понять, эффект какого из них на рост бактерий является наиболее выраженным. Для этого достаточно сравнить под микроскопом изменения, происходящие с бактериями в капиллярах. В случае более медленно растущих стафилококков или клебсиелл ждать, конечно, придётся несколько дольше.

Особенно удобно, что для заполнения можно использовать собственно клинический материал, то есть мочу, а не культуру микроорганизма, то есть никакой предварительной обработки проводить не нужно. Содержащиеся в образце клетки человека тоже не помеха — они просто не смогут пройти в капилляры, рассчитанные на размер бактериальной клетки. При других инфекциях для диагностики можно брать не мочу, а кровь или ликвор.

микрофлюидные системы

10 минут требуется для заполнения картриджа бактериями, если их содержание в материале составляет 10 000 на мл и более, как это происходит при инфекциях мочевыводящих путей. Ещё 15 минут уходит на исследование, и в тот же день пациент получает персональные рекомендации по лечению. Внедрение в практику подобных методов ускорит лечение многих инфекционных заболеваний и позволит ограничить распространение устойчивых к антибиотикам патогенов.

Baltekin Ö, Boucharin A, Tano E et al. Antibiotic susceptibility testing in less than 30 min using direct single-cell imaging. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017; 114(34):9170-9175.

Все новости

ФБУН НИИ эпидемиологии
и микробиологии имени Пастера
Отдел новых технологий