En fluorogen probe kan detektere aktiviteten af ​​multidrug-resistente patogener i et assaysystem

Carbapenemer er blandt "sidste udvejs antibiotika" og kan bekæmpe infektioner, hvor andre lægemidler længe har mistet deres effektivitet. Imidlertid, selv carbapenem-resistente patogene stammer er dukket op i løbet af de sidste årtier. For at finde ud af, om et patogen indeholder carbapenem-spaltende enzymer, carbapenemaserne, Kinesiske videnskabsmænd har udviklet en enkel og hurtig analyse baseret på en fluorescerende sonde og optisk detektion. De introducerer deres tilgang i journalen Angewandte Chemie .

Carbapenemer er en klasse af β-lactam-antibiotika, der ligner cephalosporiner og penicilliner. Selvom nogle bakteriestammer har fundet effektive strategier til at modstå β-lactam antibiotika ved at producere en klasse af spaltende enzymer, β-lactamaserne, de fleste β-lactamaser kan ikke påvirke carbapenemer. Derfor, disse stoffer, som kaldes "antibiotika af sidste udvej, "er det foretrukne lægemiddel til flere sygdomme såsom urinvejs- og abdominale infektioner samt hospitalserhvervet lungebetændelse, hvis de er forårsaget af multiresistente bakterier. Men der er voksende beviser for selv carbapenem-resistens, og nogle patogener viste sig at producere carbapenem-spaltende enzymer, carbapenemaserne. Nu, Hexin Xie ved East China University of Science and Technology og hans team har opstillet en strategi for at identificere de patogener, der bærer carbapenemaserne.

Forskerne udviklede et molekyle, der har samme struktur som carbapenemer, men som har et fluorogent farvestof påsat. Hvis denne carbapenem-lignende forbindelse, CVB-1, genkendes af en carbapenemase, for eksempel, i et bakterieekstrakt, CVB-1 spaltes og undergår spontan nedbrydning. Da dette ødelægger den elektroniske interaktion mellem det vedhæftede farvestof og carbapenemforbindelsen, farvestoffet bliver til et grønt fluorescerende molekyle, hvilket betyder, hvis det bestråles med lys af en bestemt bølgelængde, den udsender intenst grønt lys. Dermed, analysen fungerer i princippet som følger:Hvis der er en aktiv carbapenemase til stede, for eksempel, i et bakterieekstrakt, et par minutter senere lyser prøven grønt ved excitation. Xie og hans kolleger sagde:"CVB-1 [...] er i det væsentlige ikke-fluorescerende [...], og tilføjelsen af ​​[carbapenemasen] udløser tænding af det fluorescerende signal ved excitation [...] med over 200 gange forbedringsforhold."

Denne teknik tillader påvisning af antibiotikaresistensaktivitet ved fluorescens. Dermed, ved at bruge dette fluorescens-baserede analysesystem, det ville være muligt på meget kort tid at finde ud af, om carbapenem-resistente bakterier (såsom visse Enterobacteriaceae- og Klebsiella pneumoniae-stammer) faktisk er til stede under en infektion. Mere specifikke behandlingsstrategier kunne udformes og et overforbrug af ikke-effektive lægemidler kunne undgås. Forskerne har udført adskillige tests for at bevise, at deres CVB-1-analyse er specifik, at detektionsgrænsen er lav, og at det faktisk kan bruges i levende systemer. Denne hurtige og enkle fluorescensbaserede analyse er bestemt en bemærkelsesværdig tilgang i den igangværende og presserende kamp mod den hurtige spredning af antibiotikaresistens.