Российские ученые создали экспресс-метод анализа инфекций, позволяющий распознавать опасные микробы и выявлять антибиотики, к которым они устойчивы, в 10 раз быстрее, чем сейчас. Подобная процедура сегодня занимает почти неделю. Миниатюрная портативная лаборатория поможет медикам в течение нескольких часов подобрать больному антибиотик, который гарантированно убьет инфекцию.
Экспресс-метод анализа инфекций, позволяющий идентифицировать и тестировать их на антибиотикорезистентность разработали ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (ЛЭТИ) совместно со специалистами Санкт-Петербургского НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера. Об этом рассказала «Известиям» ведущий научный сотрудник Центра микротехнологии и диагностики ЛЭТИ Татьяна Зимина.
— Проблема в том, сегодня выбор антибиотиков проводится эмпирическим путем, без учета устойчивости к ним возбудителя болезни, — пояснила она.
По словам Татьяны Зиминой, это приводит к формированию резистентных штаммов патогенных микроорганизмов, хронизации и носительству инфекций, инвалидности пациента или даже его гибели. Существующие методы диагностики инфекционных заболеваний in vitro (в пробирке) трудоемки и длительны, поэтому недостаточны для решения проблемы, непосредственно связанной с качеством и продолжительностью жизни людей.
Сегодня микробиологи применяют для определения чувствительности микробов к антибиотикам традиционный культуральный (основанный на росте культур микроорганизмов. — «Известия») метод с использованием чашки Петри. Несмотря на высокую достоверность, этот способ длительный (4–6 суток) и довольно трудоемкий. Ученые предложили решить проблему с помощью диагностического средства нового поколения. Созданная ими портативная система состоит из одноразовых сменных картриджей размером с сотовый телефон, — так называемых лабораторий на чипе. В них и выращиваются колонии бактерий.
— Использование таких миниатюрных платформ для культивирования ювенильных колоний патогенных микробных клеток позволяет обеспечить упорядоченный рост индивидуальных микроколоний, — пояснила Татьяна Зимина. — Затем происходит их автоматическое перемещение в смежные модули идентификации, где они сортируются по типам и сверяются с библиотекой визуальных образов микроколоний. Потом выделенные патогены перемещаются в ростовые модули для тестирования чувствительности к антибактериальным препаратам.
Микробиологический анализ проводится в портативной лаборатории в режиме реального времени. Врач может наблюдать за всеми стадиями процесса с помощью дисплея. После завершения тестирования микробов на чувствительность к антибиотикам, которое длится около шести часов, прибор выдает результат: какие микробы выжили после применения того или иного препарата. Технология позволит врачам брать биоматериалы пациента (слюну, мокроту), проводить их бактериальный экспресс-анализ и прямо в день обращения больного в медучреждение подбирать эффективное лечение, вместо того чтобы назначать бесполезные лекарства.
Разработка петербургских ученых позволит врачам оптимизировать назначение антибактериальных средств, подтвердила доктор медицинских наук, руководитель НОЦ молекулярной медицины, профессор кафедры патофизиологии СибГМУ Анастасия Зима.
— В настоящее время существуют методы, позволяющие определять устойчивость возбудителей к конкретным антибиотикам. Однако они сопряжены либо с длительным временем получения результатов (например, диско-диффузионный метод — до шести суток от момента забора биоматериала), либо с высокой стоимостью исследований (например, технология масс-спектрометрии), — отметила Анастасия Зима. — Поэтому данная методика весьма перспективна.
Директор Высшей медико-биологической школы ЮУрГУ Вадим Цейликман уверен, что за подобными «лабораториями на чипе» будущее, — такие устройства в разы улучшат медицинскую помощь.
— Внедрение новых технологий перспективно для диагностики заболевания на более ранних этапах, то есть появляется реальная возможность выявлять не только болезнь, но и «предболезнь», — сказал Вадим Цейликиман. — Я вижу огромное будущее в замене крупногабаритной клинико-диагностической лаборатории на такие портативные «лаборатории на чипе».
Ученые ЛЭТИ и Института Пастера уже получили патент на изобретение. Аналогов этому прибору на сегодняшний день в мире не существует.