Klebsiella pneumoniae che cresce nel chip microfluidico ripreso in contrasto di fase. I batteri sono lunghi 0,003 mm e si dividono ogni 30 min. Credito:Özden Baltekina, et al
I ricercatori dell'Università di Uppsala hanno sviluppato un nuovo metodo per determinare molto rapidamente se i batteri che causano infezioni sono resistenti o suscettibili agli antibiotici. I risultati sono stati ora pubblicati sulla rivista statunitense Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze (PNAS) .
La resistenza agli antibiotici è un problema medico in crescita che minaccia la salute umana a livello globale. Un importante fattore che contribuisce allo sviluppo della resistenza è l'uso scorretto di antibiotici per il trattamento. I ricercatori cercano quindi metodi affidabili per identificare rapidamente e facilmente i modelli di resistenza batterica, noto come test di sensibilità agli antibiotici (AST), e fornire un trattamento precoce, cioè fin dall'appuntamento del medico. Questo è stato inibito dagli attuali test di resistenza agli antibiotici che richiedono molto tempo. Ora, i ricercatori di Uppsala hanno, per la prima volta, ha sviluppato un test di resistenza agli antibiotici che è abbastanza veloce da informare la scelta dell'antibiotico nello studio del medico. Il test è destinato principalmente alle infezioni del tratto urinario, una condizione che, globalmente, colpisce circa 100 milioni di donne all'anno e rappresenta il 25% dell'uso di antibiotici in Svezia.
"Abbiamo sviluppato un nuovo metodo che consente di determinare i modelli di resistenza batterica nelle infezioni del tratto urinario in 10-30 minuti. In confronto, la determinazione della resistenza attualmente in uso richiede da uno a due giorni. Il test rapido si basa su un nuovo chip microfluidico di plastica in cui sono intrappolati i batteri e metodi per analizzare la crescita batterica a livello di singola cellula, " dice il dottorando Özden Baltekin, che ha eseguito la maggior parte del lavoro sperimentale.
Il metodo "fASTest" si basa su tecniche ottiche e analitiche sensibili sviluppate per studiare il comportamento dei singoli batteri. Monitorare se i singoli batteri crescono in presenza di antibiotici (cioè sono resistenti) rivela la loro resistenza o suscettibilità entro pochi minuti.
"È fantastico che i metodi di ricerca che abbiamo sviluppato per affrontare questioni fondamentali nella biologia molecolare siano utili per un'applicazione medica così tremendamente importante, "dice Johan Elf, uno dei ricercatori dietro lo studio.
Il metodo di rilevamento è ora in fase di sviluppo da parte di un'azienda di Uppsala, Astrego Diagnostics AB, in un prodotto di facile utilizzo. L'azienda prevede di avere un test automatizzato per le infezioni del tratto urinario entro pochi anni.
Figura 1 A. Flusso di lavoro complessivo per AST veloce B. Le singole cellule vengono risucchiate nei canali cellulari dove rimangono bloccate alla costrizione di 300 nm all'estremità (inserto) C1. Una riga di 2000 canali cellulari viene trattata con un antibiotico e l'altra riga viene utilizzata come riferimento. C2. Crescita in un singolo canale cellulare senza antibiotico (a sinistra) e uno con antibiotico (a destra) monitorata nel tempo (asse x) come osservato con la microscopia a contrasto di fase. C3. Estensione della lunghezza nel tempo determinata per le cellule in 1600 singoli canali cellulari senza antibiotico (a sinistra) e con antibiotico (a destra). C4 Tassi di crescita medi per i batteri in C3 insieme a 99,9% SEM e deviazione standard della popolazione D. Il tasso di crescita medio e 99,9% SEM per batteri sensibili esposti a uno dei nove diversi antibiotici (colori), normalizzato al tasso di crescita nei canali di riferimento non trattati. Vengono visualizzati solo i dati di un tipico canale di riferimento (grigio). i punti indicano quando il tasso di crescita è sceso al di sotto del riferimento non trattato con una probabilità del 99,9%. Attestazione:Johan Elf
"La speranza è che, in futuro, il metodo potrebbe essere utilizzato negli ospedali e nei centri sanitari per fornire rapidamente un trattamento corretto e ridurre l'uso non necessario di antibiotici, "dice Dan Anderson, uno dei ricercatori dietro lo studio.
"Riteniamo che il metodo sia utilizzabile per altri tipi di infezione, come le infezioni del sangue dove richiesto, la scelta corretta dell'antibiotico è fondamentale per il paziente".
