On-chip lægemiddelscreening til identifikation af antibiotikainteraktioner på otte timer

Et KAIST-forskerhold udviklede en mikrofluidbaseret lægemiddelscreeningschip, der identificerer synergistiske interaktioner mellem to antibiotika på otte timer. Denne chip kan være en cellebaseret lægemiddelscreeningsplatform til at undersøge kritiske farmakologiske mønstre af antibiotiske interaktioner, sammen med potentielle anvendelser til screening af andre celletyper og vejledning til kliniske behandlinger.

Antibiotisk modtagelighedstest, som bestemmer typer og doser af antibiotika, der effektivt kan hæmme bakterievækst, er blevet mere kritisk i de seneste år med fremkomsten af ​​antibiotikaresistente patogene bakteriestammer.

For at overvinde de antibiotikaresistente bakterier, Kombinationsterapi med to eller flere slags antibiotika har fået stor opmærksomhed. Imidlertid, det største problem er, at denne terapi ikke altid er effektiv; lejlighedsvis, ugunstige antibiotikapar kan forværre resultaterne, fører til undertrykte antimikrobielle virkninger. Derfor, Kombinationstest er en afgørende indledende proces for at finde egnede antibiotikapar og deres koncentrationsområde mod ukendte patogener, men de konventionelle testmetoder er ubelejlige til koncentrationsfortynding og prøveforberedelse, og det tager mere end 24 timer at producere resultater.

For at reducere tid og øge effektiviteten af ​​kombinatoriske tests, Professor Jessie Sungyun Jeon fra Institut for Maskinteknik, i samarbejde med professor Hyun Jung Chung fra Institut for Biologiske Videnskaber, udviklet en chip med stor gennemstrømning af lægemidler, der genererer 121 parvise koncentrationer mellem to antibiotika.

Teamet brugte en mikrofluid -chip med et prøvevolumen på et par snes mikroliter. Denne chip gjorde det muligt at danne 121 parvise koncentrationer af to antibiotika automatisk på kun 35 minutter.

De indlæste en blanding af bakterieprøver og agarose i mikrokanalen og injicerede derefter reagenser med eller uden antibiotika i den omgivende mikrokanal. Diffusionen af ​​antibiotiske molekyler fra kanalen med antibiotika til den uden antibiotika resulterede i dannelsen af ​​to ortogonale koncentrationsgradienter af de to antibiotika på den bakteriefangende agarosegel.

Teamet observerede hæmningen af ​​bakteriel vækst af de antibiotiske ortogonale gradienter i løbet af seks timer med et mikroskop og bekræftede forskellige mønstre af antibiotikapar, klassificering af interaktionstyperne i enten synergi eller antagonisme.

Professor Jeon sagde, "Gennemførligheden af ​​mikrofluidbaserede lægemiddelscreeningschips er lovende, og vi forventer, at vores mikrofluidiske chip kommercialiseres og bruges i nær fremtid. "