Nowe urządzenie do wykrywania antybiotykooporności
Antybiotykooporność to rosnący problem w szpitalach, a zjawisko to odpowiada za wzrost obciążenia chorobowego na całym świecie. Obecnie wykrywanie odpornych bakterii wymaga kosztownych i czasochłonnych metod laboratoryjnych. Uczestnicy projektu OPTOBACTERIA (Multianalyte automatic system for the detection of drug resistant bacteria) opracowali automatyczny detektor laboratoryjny (ALD) zdolny do dostarczenia raportu w sprawie lekooporności w ciągu 7 do 25 godzin. W tym celu wykorzystano nową technologię światłowodową. Badacze zaprojektowali i opracowali przetwornik światłowodowy w skali nano do konwersji sygnału biologicznego w sygnał optyczny. Prototypy tego przetwornika opartego na długookresowych siatkach światłowodowych (LPG) zostały zoptymalizowane, a testy potwierdziły ich prawidłowe działanie. Biblioteki cząstek poddano badaniom przesiewowym pod kątem zastosowania w roli czujników do wykrywania beta-laktamazy (znanego wskaźnika antybiotykooporności). W efekcie wybrano 20 potencjalnych czujników. Następnie dwa z nich przymocowano do prototypów czujnika LPG i z powodzeniem wykryto obecność beta-laktamazy. Jeden rodzaj związków nadaje się do objęcia ochroną patentową. W projekcie OPTOBACTERIA opracowano procedury odłączania białek i regeneracji sondy, pozwalające na oszczędność czasu i kosztów. Innym produktem o potencjale komercyjnym jest oprogramowanie o nazwie FLAP, które umożliwia identyfikację ligandów małych cząsteczek zdolnych do wiązania żądanych białek. Dostępny jest ponadto panel ligandów do wykrywania beta-laktamazy przy pomocy funkcjonalizacji ALD. Ważnym osiągnięciem jest zaprojektowanie i zbudowanie prototypu ALD opartego na technologii optoelektronicznej, umożliwiające automatyczne testowanie wielu bioczujników LPG. Oprogramowanie zaprojektowano w celu wykrywania lekoopornych bakterii oraz ich częstotliwości zależnej od lokalizacji. Istotne postępy poczyniono w zakresie klinicznej walidacji ALD. Zbiór sztucznie wygenerowanych szczepów dokonujących ekspresji beta-laktamazy okazał się przydatny w badaniu skuteczności urządzenia, gdyż w tamtym czasie badacze nie dysponowali próbkami pobranymi od ludzi. System ALD, oprogramowanie, czujniki i procesy opracowane w ramach projektu mają ogromny potencjał komercyjny i powinny przyczynić się do poprawy konkurencyjności firm uczestniczących w inicjatywie. Rozwiązania te mogą znaleźć zastosowanie między innymi w dziedzinie biologii, rolnictwa, żywności, bezpieczeństwa czy środowiska. Jeśli testy kliniczne na ludziach przebiegną pomyślnie, urządzenie pomoże zminimalizować wpływ antybiotykooporności i przyczyni się do badań epidemiologicznych.
Słowa kluczowe
Oporność na antybiotyki, bakterie lekooporne, automatyczny detektor laboratoryjny, długookresowe siatki światłowodowe, beta-laktamaza