Un sistema diagnostico sviluppato presso il Technion-Israel Institute of Technology consente una personalizzazione rapida e accurata dell'antibiotico per il paziente. Il sistema consente una diagnostica più rapida, trattamento più tempestivo e più efficace dei batteri infettivi, e migliori tempi di recupero del paziente. I risultati sono stati pubblicati questa settimana nel Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze ( PNAS ).
Gli antibiotici sono uno dei modi più efficaci per trattare le infezioni batteriche. Però, l'uso diffuso di antibiotici accelera lo sviluppo di ceppi batterici resistenti a specifici antibiotici. Nel 2014, le infezioni con resistenza antimicrobica (AMR) hanno causato la morte di oltre 700 persone, 000 persone in tutto il mondo, oltre a una spesa cumulativa di 35 miliardi di dollari l'anno solo negli Stati Uniti.
Per i pazienti con infezioni minacciose, è necessario un trattamento urgente per la loro salute. Secondo stime accertate, per ogni ora di ritardo di un trattamento antibiotico efficace, i tassi di sopravvivenza diminuiscono di circa il 7,6% per i pazienti con shock settico. Perciò, per non lasciare il paziente senza adeguata protezione in attesa dei risultati, molti medici prescriveranno un antibiotico con un ampio spettro di attività a grandi dosi. Questo fenomeno facilita la comparsa dell'AMR e colpisce anche il microbiota, la popolazione di "batteri buoni" presenti nel corpo umano che lo protegge.
In tale contesto, è evidente l'importanza di tecnologie in grado di predeterminare la resistenza di un determinato batterio a specifici antibiotici. L'innovativo sistema sviluppato al Technion, chiamato SNDA-AST, analizza rapidamente i batteri isolati da pazienti con infezioni e ne valuta il livello di resistenza a specifici antibiotici. Ciò consente al team sanitario di scegliere l'antibiotico più efficace un giorno prima rispetto a quando si utilizzano i metodi tradizionali. Inoltre, i ricercatori hanno dimostrato la capacità di testare i batteri direttamente da campioni di urina dei pazienti crudi, saltando così la fase di isolamento, e potenzialmente risparmiando due giorni per i pazienti con infezioni del tratto urinario.
Lo studio è stato condotto dal Prof. Shulamit Levenberg, Preside della Facoltà Technion di Ingegneria Biomedica, ed è stato condotto da tre ricercatori nel suo laboratorio:il dottorando Jonathan Avesar, lo studente postdottorato Dekel Rosenfeld e il dottorando Tom Ben-Arye. Lo studio è stato condotto in collaborazione con l'assistente professore Moran Bercovici della Facoltà di Ingegneria Meccanica Technion e la dottoranda Marianna Truman-Rosentsvit, in collaborazione con il dottor Yuval Geffen, capo del Laboratorio di Microbiologia del Rambam Health Care Campus. È stato finanziato da una sovvenzione KAMIN dell'Autorità per l'innovazione e dei Centri israeliani di eccellenza della ricerca (I-CORE).
Secondo Avesar, che viene dagli Stati Uniti, "Ogni giorno, da decine a centinaia di test vengono eseguiti in ogni ospedale in Israele per mappare i livelli di resistenza dei batteri infettivi da campioni prelevati dai pazienti. Il problema è che questo è un test molto lungo, poiché si basa sull'invio del campione al laboratorio, coltivare una coltura batterica in una capsula di Petri e analizzare la coltura. Questo processo richiede un campionamento relativamente ampio e di solito richiede alcuni giorni, in parte perché la giornata lavorativa nei laboratori è limitata a circa otto ore. Il nostro metodo, d'altra parte, fornisce risultati accurati in breve tempo sulla base di un campione molto più piccolo. È ovvio che una risposta più rapida ci consente di iniziare il trattamento prima e migliorare la velocità di recupero".
Il dispositivo sviluppato dai ricercatori del Technion è un chip con al suo interno centinaia di pozzetti da nanolitri, ciascuno contenente alcuni batteri e un antibiotico specifico. Il rilevamento della risposta batterica viene effettuato utilizzando un marker fluorescente, strumenti di elaborazione delle immagini e analisi statistica dei colori ottenuti dai batteri in tutti i pozzetti da nanolitri.
In uno studio in cui sono state testate nel sistema 12 combinazioni batteri-antibiotici, i risultati, che sono stati ottenuti in breve tempo, come indicato, erano accurati e consentono un trattamento precoce ed efficace dei batteri infettivi. Avesar ha detto, "L'uso della tecnologia che abbiamo sviluppato riduce la dimensione del campione richiesto di diversi ordini di grandezza, riduce il tempo di scansione di circa il 50 percento, riduce significativamente lo spazio del laboratorio richiesto per i test e riduce il costo per test."
