Forskere bruger berøringsfri udskrivningsmetode til testning af store mængder antibiotika

Vil du gerne være i stand til at finde ud af, hvilken antibiotikakombination der fungerer bedst for en bestemt patient? Og gør det på bare seks til 12 timer i et plejepunkt? Eller søge efter antistoffer i tusinder af prøver ad gangen? Dette er nu muligt med en ny enhed opfundet af forskere fra IPC PAS. Det er billigt, hurtig og pålidelig, og det kan erstatte strimletest og give patienterne en bedre chance for at bekæmpe sygdom.

Et team ledet af prof. Piotr Garstecki udvikler nye værktøjer til diagnostik. I et papir udgivet i Mikromaskiner , beskrivelsen, der kombinerer eksisterende enkle metoder til at udvikle et simpelt bakterielt modtagelighedstest -kit, der bruger færre reagenser end en traditionel test i agar, færre antibiotika, og er lige så let at udføre som en Etest. Brugere kan også vælge, hvordan de skal visualisere resultaterne, vælge mellem stofskifteindikatorer for bakterierne, fluorescerende farvestoffer eller kolorimetrisk ændring.

"Vi ønskede at teste antimikrobiel modtagelighed så enkelt som muligt, ikke kun for en enkelt agent, men også for kombinationer eller under forskellige betingelser, "forklarer Dr. Ladislav Derzsi, en af ​​forfatterne til papiret og vejleder for projektet. "For at levere denne nye enhed, vi matchede flere ting, der blev opdaget uafhængigt. For eksempel, vi brugte standard UV- og blød litografi-teknikker, som er meget almindelige metoder til at fremstille mikrofluidiske enheder, og vi kombinerede det med berøring uden tryk på en maskine, der var designet specielt til os. "

Ved at bruge denne kombination af metoder, forskerne kunne meget præcist placere små dråber væske i mikrobrønde - i dette tilfælde antibiotiske opløsninger af forskellige koncentrationer og i forskellige kombinationer. De blev trykt inde i mikrobrønde på samme måde som laser-jet eller ink-jet printere. "Printere har små dyser, og ved hjælp af piezoelektriske kræfter, de leverer meget præcise mængder væske:nanoliter til picoliter, eller endda femtolitere, "siger Dr. Derzsi." Vi bruger en lignende teknik, kun i stedet for blæk, vi bruger antibiotika, og vi injicerer dem ikke på papir, men på en blød elastomer. Vi lader det langsomt tørre ud under kontrollerede forhold. Den vandige fase - vand - fordamper, og vi står tilbage med den meget lille mængde antibiotika. "

De brønde, der blev brugt til forsøget, var ret store - 1 mm i diameter - og deres kapacitet var ca. 0,67 mikroliter. "I alt, vi bruger 1024 brønde i en chip. Det er mere end én ordre højere end klassiske plader med 96 brønde på trods af at det er halvt så stort. Men det kan øges endda til 10, 000 brønde ved at reducere deres individuelle størrelse, "siger Dr. Derzsi.

For at gøre det mere brugervenligt, forskerne limede enheden med et polymert tape for at lukke den lufttæt og derefter sætte den i vakuum. Dermed, enheden leveres til slutbrugeren steril og med indre undertryk. "Hvis vi gerne vil bruge det kommercielt, det kan yderligere forsegles i en vakuumpose [som vi gør med madvarer], "forklarer videnskabsmanden.

Brugeren skal derefter kun pakke det ud, injicere en bakteriel opløsning med en simpel, kommercielt tilgængelig pipette, og tilføj derefter en lille mængde olie, der deler brøndene og hjælper med at undgå krydskontaminering mellem dem. Derefter lægges hele pakken i inkubatoren. Vækst eller ikke-vækst af bakterier angiver den optimale kombination af antibiotika og deres koncentration.

En stor fordel ved det nye testsystem er dets fleksibilitet. Det er muligt at fremstille sterile plader efter behov med forskellige antibiotika i forskellige kombinationer. Dr. Derzsi siger, "Vi brugte plader med seks enkelte antibiotika i otte forskellige koncentrationer og-for at øge præcisionen-i otte gentagelser hver. Vi testede også parvis kombinationer af disse seks antibiotika i flere gentagelser. Det er muligt at teste kombinationer af et vilkårligt antal forskellige antibiotika, hæmmere og adjuvanser i en brønd, men normalt, læger bruger ikke mere end to ad gangen for at undgå at overbelaste patientens system. Ved at bruge denne nye metode, læger kan teste patienten og se, hvilket antibiotikum eller en kombination der fungerer bedst, dvs. at personliggøre behandlingen og ikke stole på, hvad der virker i en almindelig befolkning. Hver person har en lidt anden reaktion på behandlingen, selv med den samme sygdom. Det er på grund af deres bioflora, metabolisk individualitet og mange andre ting. Så den nye enhed er et skridt i retning af mere personlig medicin. Men det kan være meget nyttigt ikke kun for en bestemt patient, men også til videnskabelige formål som at finde nyt, ikke-oplagte kombinationer af antibiotika, der virker bedre end kendte. "

Selvom arbejdet blev udført med bakterier og deres antibiotikaresistens, metoden har potentiale til at blive opgraderet, og efter yderligere test anvendes, for eksempel, til udskrivning af primere og udførelse af digital PCR til at identificere specifikke gener eller antistoffer - især med en enkelt chip ville ikke koste mere end 5 €.

Mikrofluidiske metoder har også en ekstra fordel - når man søger efter nye lægemidler, forskere har ofte en meget begrænset mængde af et potentielt nyttigt stof. Takket være berøringsfri udskrivning, de kan teste forskellige koncentrationer og kombinationer af en potentiel kur uden at løbe tør for substrat for tidligt.