Już niebawem badanie wrażliwości bakterii na antybiotyki stanie się bardzo proste do wykonania. Wszystko dzięki naukowcom z Instytutu Chemii Fizycznej (IChF) PAN, którzy opracowali nowoczesny chip. Dzięki niemu będzie wiadomo, która kombinacja antybiotyków najlepiej zadziała na konkretnego pacjenta.
Innowacyjny polski chip zbada wrażliwość bakterii na antybiotyki
Na rynku dostępne są już skuteczne metody dobrania odpowiedniego antybiotyku. Jednym z przykładów jest przenośne urządzenie testujące firmy Biolumo, które umożliwia lekarzom właściwy dobór antybiotyku.
Zespół naukowców pod kierunkiem prof. Piotra Garsteckiego z Instytutu Chemii Fizycznej (IChF) PAN, stworzył nowe narzędzie diagnostyczne. Jest nim innowacyjny chip, który bada wrażliwość bakterii na antybiotyki.
W opublikowanej pracy w “Micromachines” naukowcy wykazali, że połączenie kilku prostych metod, pozwala stworzyć pacjentom przyjazny zestaw do przeprowadzania badań wrażliwości bakterii na antybiotyki.
W porównaniu do standardowych antybiogramów innowacyjny polski chip wykorzystuje mniej odczynników i antybiotyków. Jego użycie jest bardzo proste, tak jak użycie Etestu, który umożliwia ustalenie stopnia oporności na dany lek i podawanie pacjentowi optymalnych dawek.
Aby zbadać antybiotykowrażliwość najprościej, jak tylko się da, naukowcy z IChF PAN podczas tworzenia nowoczesnego narzędzia diagnozującego, połączyli kilka rzeczy odkrytych zupełnie niezależnie. Wykorzystali m.in. standardowe techniki litografii i fotolitografii tworzyw sztucznych. Są one powszechnie używane do produkcji tzw. laboratoriów chipowych (LOC). Połączyli je z techniką druku bezkontaktowego na specjalnie zaprojektowanej dla nich maszynie.
Każdy użytkownik innowacyjnego chipa może sam wybrać sposób wizualizacji wyników, m.in. wykorzystując barwniki fluorescencyjne, metaboliczne wskaźniki obecności bakterii lub efekt kolorymetryczny.
Jak działa innowacyjny chip naukowców z Instytutu Chemii Fizycznej PAN?
Połączenie powyższych metod i technik umożliwiło naukowcom precyzyjnie zakraplać mikroskopijne ilości dowolnej cieczy w mikrodołkach chipu. Bardzo podobnie jak w przypadku działania standardowej drukarki atramentowej i laserowej. W przeprowadzonym badaniu naukowcy zakroplili w mikrodołkach chipu roztwory antybiotyków w różnym stężeniu i różnych kombinacjach.
Każda standardowa drukarka posiada maleńkie dysze. Wykorzystując siły piezoelektryczne, precyzyjnie dostarcza w żądany punkt określoną objętość atramentu. Bardzo podobnie postąpili naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN, lecz zamiast atramentu na papier, dostarczyli w mikrodołki chipu – antybiotyki. Rozpuszczalnik (woda) kolejno odparowuje, a pozostaje jedynie mikroskopijna dawka leku.
Polski chip – łatwe i proste w użyciu narzędzie diagnozujące
Naukowcy z IChF PAN opracowali innowacyjny chip, tak aby każdy pacjent mógł swobodnie z niego korzystać. Nowoczesne narzędzie diagnozujące owinięte zostało dodatkowo taśmą polimerową, aby odciąć dostęp powietrza. W ten sposób osiągnięto również próżnię. Dzięki temu polski chip dostarczany jest do każdego odbiorcy bardzo sterylnie, w zachowanym podciśnieniu.
Każdy użytkownik musi wykonać jedynie kilka prostych czynności. Odpakować płytkę i wprowadzić roztwór bakterii zwykłą, dostępną na rynku pipetą. Następnie nałożyć niewielką ilość oleju, który rozdziela dołki i pomaga uniknąć ich krzyżowego skażenia. Kolejno włożyć płytkę do cieplarki i czekać na otrzymanie wyniku.
Po upływie określonego czasu użytkownik może odczytać, jaka kombinacja antybiotyków i w jakich stężeniach działa najlepiej. Mówiąc inaczej, zobaczy on, gdzie bakterie rosną niechętnie lub wcale.
Zastosowana w innowacyjnym chipie metoda badania wrażliwości bakterii na antybiotyki, może być również wykorzystana w przyszłości, m.in. w celu identyfikacji swoistych genów i przeciwciał. Pojedyncza płytka nie powinna kosztować więcej niż 5 euro. Natomiast czas określenia najlepszej i najbardziej skutecznej kombinacji antybiotyków dla każdego pacjenta dzięki naukowcom z IChF PAN, wynosić będzie od 6 do maksymalnie 12 godzin.
Opracowanie własne/Redakcja
Źródło:
