В Технионе разработана система диагностики для эффективного применения антибиотиков

Антибиотики - один из самых надежных методов борьбы с бактериальными инфекциями. При этом широкое распространение антибиотиков привело к развитию и размножению устойчивых к ним видов бактерий. В 2014 году устойчивые к антибиотикам бактерии стали причиной смерти 700 тысяч человек по всему миру, а затраты на борьбу с ними только в США составили 35 миллиардов долларов. 

У больных, страдающих от тяжелых форм бактериальных инфекций, на счету буквально каждый чаc.  Как показывает статистика, каждый час промедления с началом применения антибиотиков понижает уровень выживаемости на 7.6% для пациентов с септическим шоком. Следовательно, для того, чтобы не оставлять пациента без лечения в ожидании подбора эффективного антибиотика, многие врачи выписывают антибиотики широкого спектра действия в больших дозах. Это отрицательно влияет на микрофлору пациента (полезные бактерии, живущие в нашем теле и защищающие нас) и ведет к увеличению количества устойчивых к антибиотикам мутаций у инфекционных бактерий. 

В этом контексте очевидна важность инструмента, который позволяет предсказать устойчивость определенного типа бактерий к конкретному антибиотику. Разработанная в Технионе инновационная система SNDA-AST быстро анализирует бактерии и оценивает уровень ее сопротивляемости к конкретным антибиотикам. Это позволяет медикам выбрать в итоге наиболее эффективный антибиотик на день раньше по сравнению с традиционными методами. Кроме этого, исследователи продемонстрировали возможность изучать бактерии, извлеченные напрямую из анализа мочи пациента, что позволяет больному получить эффективное лечение на два дня раньше, чем при традиционных методах. 

Главой исследовательской группы, разработавшей новый метод, была профессор Шуламит Левенберг, декан факультета биомедицинской инженерии Техниона. В группу входили исследователи из ее лаборатории: докторант Йонатан Ависар, постдокторанты Декель Розенфельд и Том Бен-Арье. Исследование проходило в сотрудничестве с доцентом Моран Беркович с факультета механики Техниона. докторантом Марианной Труман-Розенсвит и доктором Ювалем Гефеном, главой лаборатории микробиологии в медицинском центре Рамбам. Спонсировал исследование грант KAMIN от Управления инноваций и израильского центра исследований (I-CORE). 

По словам Ависара, «каждый день в каждой больнице Израиля проводят десятки и сотни лабораторных тестов для установления уровня устойчивости к антибиотикам взятых у пациентов бактерий. Проблема в том, что эти тесты довольно продолжительные по времени - отправка биоматериала в лабораторию, выращивание бактериальной культуры в чашке Петри, анализ культуры. Процесс занимает несколько дней, в том числе и потому, что рабочий день лаборатории - 8 часов. Наш метод выдает точные результаты за гораздо более короткое время и требует куда меньше исходного материала для анализа. Более быстрый ответ на вопрос об эффективном антибиотике - это более быстрое начало лечения и выздоровление больного». 

Устройство, разработанное в Технионе, представляет собой микросхему с нанолитровыми колодцами, в которых расположены бактерии и антибиотики. С помощью флуоресцентного маркера, инструментов для обработки изображений и статистического анализа полученных цветовых изменений определяется эффективный для конкретной бактерии антибиотик. 

Ависар отмечает, что «наша технология уменьшает размер образца, на 50% сокращает время сканирования, значительно уменьшает требуемое лабораторное пространство и удешевляет цену каждой проверки».


Источник: MFA
Фото: Профессор Шуламит Левенберг/Технион