物理科技生物学-PHYICA

测试在不到90分钟内确定抗生素耐药性

医学研究 2022-04-07 21:51:44

博士后研究员Abdelrhman Mohamed和研究生Gretchen Tibbitts使用电探针测量细菌电化学信号,并在不到90分钟的时间内识别抗生素耐药性

信用:WSU 一种用电探针测量细菌代谢活性的技术可以在不到90分钟的时间内识别抗生素耐药性,这比目前技术需要的一至两天时间有了显著的改善

这一发现意味着医生可以很快知道哪些抗生素对威胁患者生命的感染有效或无效,这是世界各地医院医生每天面临的困惑

华盛顿州立大学的一个研究小组在《生物传感器和生物电子学》杂志上报道了他们的工作

“这里的想法是更快地给医生结果,这样他们就可以在他们工作的时间范围内做出临床上合适的决定,而不是不得不等待,”保罗·G

艾伦全球健康学院和论文的合著者

“我们不是寻找培养物的生长,而是寻找新陈代谢,这基本上是我们通过这些电子的运动来检测的,因此与传统的基于培养物的检测相比,它可以在更短的时间内发生

" 抗生素耐药性在世界范围内日益普遍,威胁着许多常见传染病的治疗能力

例如,美国有数百万人

S

每年都被耐药病原体感染,成千上万的人死于无法治疗的肺炎或血流感染

要确定一种特定的感染是否对抗生素有耐药性,需要在实验室中分离并培养细菌,并在长达两天或更长时间的过程中培养细菌

面对病人的医生通常不得不立即开出抗生素处方,而没有关于其效果如何的完整信息

在他们的论文中,WSU团队使用探针直接测量细菌的电化学信号,从而测量它们的新陈代谢和呼吸,并了解它们在培养物中可见之前的情况

通过观察八种不同的细菌菌株,研究人员能够利用细菌的电信号在不到90分钟的时间内确定哪些细菌对抗生素敏感或耐药

抗生素治疗后仍在代谢和“呼吸”的细菌被认为具有耐药性

基因和琳达·沃伊兰化学工程和生物工程学院的博士后研究员阿卜杜勒曼·穆罕默德是这篇论文的主要作者,他说,以前测量细菌电化学活性的尝试受到了限制,因为大多数细菌物种不能将电子直接转移到电极上

研究人员在他们的分析中加入了一种化学介质,这种介质就像一个梭子,将细菌表面蛋白质中的电子转移到研究人员的电极上,在那里可以测量电信号

穆罕默德说:“这让我们有了一个通用的机制,可以测试所有类型的病原体。”

研究人员测试了导致医院获得性感染的四种不同细菌,并测试了通过不同机制发挥作用的多种抗生素

他们还开发了一个抗生素敏感性指数来对结果进行分类,从而帮助医生决定使用哪种抗生素

研究人员现在正计划设计他们的探针,使其方便和标准化,供临床医生使用,并希望将其商业化

该论文的主要作者、沃伊兰学院的研究生格雷琴·蒂比特说:“参与一个不仅从科学角度来看有价值,而且具有商业和工业应用潜力的项目真的很令人兴奋。”

他们还致力于更好地理解电化学过程的基本机制,以进一步改进它

该论文的合著者、沃伊兰学院的教授Haluk Beyenal说:“我们将在两个小时内完成这项工作,但如果我们更好地理解机制,也许我们可以在几分钟内完成这项工作。”

“只要细菌还活着,我们就可以做这个测量

"

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