Экспресс-тестирование на устойчивость к антибиотикам

Импедансная цитометрия для быстрого тестирования чувствительности к антибиотикам

Чувствительные к антибактериальным препаратам микроорганизмы встречаются все чаще и чаще, потому через пару лет последствия их распространения будут существенными для здравоохранения. Привычные хирургические манипуляции могут стать рисковыми в плане возникновения осложнений, тогда как обычная моноинфекция может спровоцировать новые заболевания, на борьбу с которыми нет лекарств. Пока мы не пришли к подобному, у нас имеется время для сохранения эффективности имеющегося запаса антибиотиков. В данном отношении применение нужного антибактериального средства ценно для результативной терапии и снижения риска последующего формирования устойчивости к используемому медикаменту. Сбор информации относительно резистентности к антибактериальным препаратам против бактерий, провоцирующих те или иные заболевания у пациента, целесообразно проводить в короткие сроки, чтобы больному быстро было оказано нужное лечение. Тем не менее, доступные на сегодняшний день методы не способны решать данные задачи, а на поиск новых может уйти много времени.

Изучив данную проблему, японские исследователи из государственного некоммерческого учебного учреждения NAIST создали метод мгновенного выявления резистентности к антибиотикам пробы микроорганизмов, в частности, из долго незаживающей гнойной раны больного. В основе методики лежит импедансная цитофлуориметрия, базирующаяся на высокоэффективном исследовании одноклеточной биоты. Технология позволяет определить диэлектрические показатели клеток в состоянии, когда они перемещаются сквозь конструкцию устройства. Производительность системы рассчитана на количество 1 тыс. клеток / мин. Задействование нейронных сетей в машинном обучении с целью определения несоответствий в диэлектрических показателях исследуемых проб, обработанных антибактериальными средствами, и оставшимися без обработки образцами бактерий, дало возможность учёным определить восприимчивость микроорганизмов к тому или иному антибиотику уже по истечении 2-х часов с момента обработки. Результаты научных разработок японские исследователи опубликовали в издании «Sensors and Actuators: B. Chemical».

Новый метод позволяет применять импедансную цитофлуориметрию в качестве одного из способов определения диэлектрических показателей микроорганизмов. Для данных свойств характерно быстрое изменение в момент взаимодействия бактерий с антибактериальным средством, к которому они устойчивы. Учёные делят пробу микроорганизмов пополам. Одну из них они обрабатывают антибиотиком и исследуют биоту, а вторую оставляют без обработки и изучают контрольные бактерии. По завершении диагностики алгоритм нейросетей анализирует свойства необработанных лекарством микроорганизмов и ищет отличия, сравнивая необработанные образцы с обработанными антибиотиком клетками. Результаты исследований показали, что спустя 2 часа с момента обработки антибактериальным препаратом фиксировались различия между двумя образцами клеток. Погрешность распознавания при этом не превышала 10 %.

Подпишитесь на рассылку новостей нашего сайта и Вы всегда будете в курсе всех событий и Акций медицинской лаборатории «ОПТИМУМ», а также самых последних новостей мировой медицины.

19.04.2023