Лесен, евтин и бърз метод за оценяване на антибиотичната ефективност върху външни бактерии, използвайки бактериалния електронен транспорт, откри проф. Шон Чой от колежа по инжинерни и приложни науки към Университета „Бингхамтън“.


Все по-често се използват антибиотични препарати, а тяхната прекомерна употреба води до бързото натрупване на резистентни гени в генома на бактериите, водещи до невъзможност за лечение. Според центъра по превенция и контрол на болестите, повече от 2,8 милиона резистентни инфекции се развиват в Америка всяка година и повече от 35 000 човека умират от тях.


Бавната обработка на досега наличните микробиологични методи за изследване са една от причините, затрудняващи борбата с бактериите. За резултати са нужни около 3 дни, което повишава смъртността, престоя в болницата и консумативите, използвани за един пациент. За правилното лечение на всяка инфекция е нужно да бъде избран правилен препарат и продължителност на лечение.



Новото проучване, публикувано в ноемврийското издание на Biosensors and Bioelectronics, разчита на същите принципи като батериите – електронен транспорт. Това е процес, който някои микроорганизми използват за растеж, обмен на информация и цялостна поддръжка на бактериалните структури.


Проф. Чой използвал бактериалния електронен транспорт, за да проследи ефективността на антибиотиците, чрез промени в неговите стойности, използвайки устройство, чувствително на много малки промени в стойността на електронен транспорт. Въпросното устройство той разработил с докторанти от екипа си. 


За изследването се взима проба от пациент, обработва се с антибиотици и се оставя за няколко часа, след което се измерва стойността на електронен транспорт. Ако тя е понижена, антибиотиците работят. Резултатът е готов за около 5 часа, което спестява много време и подобрява клиничната прогноза.


Прототипът е изграден от 8 сензора върху хартиена основа, но те могат да бъдат увеличени до 64 или 96 при желание на учените да включат и други тестове към устройството.


Въпреки, че повечето бактерии произвеждат енергия, някои патогени не изпълняват екстрацелуларен електронен транспорт и новият метод все още не може да бъде използван за тях. Следващата стъпка на изследователите е да разширят възможностите на устройството да разпознава не само електроните, но и други химични съединения, синтезирани от бактериите. Това би направило устройството чувствително към всички биологични патогени.

 

Източници:

https://www.sciencedaily.com/releases/2020/12/201201084758.htm
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0956566320305108?via%3Dihub