Открытие антибиотиков, которому, кстати, уже почти сто лет, кардинально изменило медицину. Инфекции, которые ранее были смертельными, перешли в разряд излечимых.
Многие операции (особенно трансплантация органов), а также химиотерапия и другие методы лечения чаще приводили бы к смерти пациентов, не будь у медиков в арсенале антибиотиков.
Но зло, как говорится, не дремлет. Со временем многие виды бактерий выработали устойчивость к самым распространённым антибиотикам. Так появились супербактерии – микроорганизмы, имеющие резистентность к действию самых разных препаратов.
Эти сверхживучие патогены предлагают «ослеплять», натравливают на них «живые антибиотики» и «перевооружают» старые препараты для борьбы с ними.
Но все эти методы хороши, если использовать их вовремя. Необходимо сначала обнаружить супербактерию, и желательно сделать это быстро и точно. Ведь эффективность лечения во многом зависит от того, знают ли медики, с чем имеют дело.
Когда врач выбирает лечение для пациента с бактериальной инфекцией, в большинстве случаев он не примет во внимание антибиотики первой линии (например, метициллин или амоксициллин), поскольку к ним, вероятно, патоген окажется устойчивым. Так что выбор падёт на антибиотик второй линии – более мощный (например, ципрофлоксацин). В этом случае шанс на выздоровление увеличится.
Однако идеальной такую терапию назвать нельзя: чем чаще медики используют антибиотики второй линии, тем более вероятно, что бактерии выработают резистентность и к ним, говорят учёные.
Более того, проблема ещё и в том, что врачи растрачивают запасы препаратов, которые рациональнее было бы сохранить для более серьёзных случаев, добавляет один из авторов новой работы Натан Шойпп (Nathan Schoepp) из Калифорнийского технологического института.
Для решения всех этих проблем команда исследователей из Калтеха разработала новый тест, который поможет идентифицировать микроорганизм, имеющий резистентность к антибиотику, всего за 30 минут. Таким образом, медики смогут быстро понять, какой препарат справится с патогеном, а какому не стоит даже давать шанса.
Ранее подобная проверка занимала два-три дня, потому что образцы приходилось отправлять в лабораторию для проведения специальных длительных анализов. Новый же тест позволит выписать назначение в рамках одного приёма врача.
В ходе работы авторы сосредоточились на одном из наиболее распространённых видов бактериальных заражений – инфекции мочевыводящих путей (ИМП). Она распространена среди детей, мужчин и женщин. Только в США ежегодно с этой проблемой к медикам обращается около девяти миллионов человек. В большинстве случаев инфекция сопровождается осложнениями и плохо поддаётся лечению.
Авторы разработки поясняют: для проведения проверки будет достаточно образца мочи. Он делится на две части: первая подвергается воздействию антибиотика в течение 15 минут, а вторая инкубируется в растворе, не обработанном антибиотиком.
Бактерии из каждого образца лизируются – это процесс растворения клеток и их систем, в том числе у микроорганизмов, под влиянием различных агентов.
Далее клеточный материал подвергается изотермической амплификации. Проще говоря, образовываются дополнительные копии участков его хромосомной ДНК. При этом реплицируются специфические маркеры ДНК, которые позднее визуализируются (проявляются в виде флуоресцентных зелёных пятен) при помощи устройства под названием SlipChip, которое, кстати, разработала та же команда.
В растворе, содержащем действенный антибиотик, типичные бактерии воспроизводят свою ДНК менее эффективно, и потому маркеров ДНК будет намного меньше по сравнению с количеством этих же маркеров в обычном растворе (как на анимации ниже).
А вот если бактерии устойчивы к антибиотику, их репликация ДНК продолжится в стандартном режиме, и тест покажет примерно одинаковое количество маркеров как в растворе антибиотика, так и в необработанном растворе.
Учёные провели испытания своего теста на 54 образцах мочи, взятых у пациентов с ИМП (у всех возбудителем инфекции была кишечная палочка). Результаты теста в 95% случаев совпали с результатами классической двухдневной проверки, которая была проведена в лаборатории.
Теперь исследователи планируют применить свой метод для выявления других возбудителей инфекций.
Кроме того, они работают над новым вариантом теста, который сможет выявить патоген в образце крови. Это будет уже совершенно иной уровень, поскольку в крови концентрация бактерий намного ниже, и выявить их сложнее. Однако такой тест станет и более перспективным, поскольку позволит обнаруживать многие смертельно опасные заболевания, передающиеся через кровь и требующие незамедлительного лечения.
Более подробно революционная разработка описана в издании Science Translational Medicine.
Кстати, ранее выяснилось, что история устойчивых к антибиотикам бактерий уходит корнями к первым наземным животным.
Автор: Юлия Воробьёва