Antibiotika: wir haben festgestellt, schnelleren, besseren Weg, um die richtigen zu verwenden

Bakterielle Infektionen sind am besten schnell bearbeitet, aber lab tests, um zu bestimmen, die Art der Infektion des Patienten sind langsam. Also, wenn ein Arzt vermutet eine bakterielle Infektion, wird Sie wahrscheinlich verschreiben ein Breitband-Antibiotikum. In anderen Worten, ein Antibiotikum, tötet ein breites Spektrum von krankheitserregenden Bakterien. Es ist ein Schrot-Ansatz eher als eine Scharfschützen-Kugel, und, als solche, hat aber seine Nachteile. Nicht nur könnte das Medikament nicht für Patienten mit einem bestimmten bakteriellen Infektionen kann es auch zum problem der Antibiotika-Resistenz.

Ideal ist es, wenn ein Arzt den Verdacht hegt, dass ein patient eine bakterielle Infektion, fragt Sie Sie, um eine Probe (Urin, Stuhl, Schleim), das dann in ein Labor geschickt zur Analyse. Hier werden traditionelle Diagnoseverfahren, wie die disk-Diffusions-test (siehe video unten), das Wachstum von Bakterien in der Probe in Anwesenheit von Antibiotika. Ein Antibiotikum ist wirksam bei der Behandlung der Infektion, wenn es Stoppt Bakterien Multiplikation auf die Petrischale, auf der Sie kultiviert werden.

Aber dieser test kann bis zu 48 Stunden dauern, was bedeutet, dass die Behandlung verzögert wird, wodurch der Fehler mehr Zeit, sich zu vermehren. Da diese tests Häufig nicht durchgeführt. Auch diese Wachstum-basierten tools analysieren gesamten bakteriellen Populationen, die aus Milliarden von Bakterien auf einmal, aber Bakterien Verhalten sich unterschiedlich von einander. Diese Zell-zu-Zell-Unterschiede sind entscheidend bei der Festlegung der Erfolg einer Behandlung mit Antibiotika und sollte berücksichtigt werden.

Es gibt also einen dringenden Bedarf für neue Wege der Untersuchung der Wirkung von Antibiotika bei den einzelnen Bakterien-Ebene. Dies würde es ermöglichen einer frühen Identifizierung der richtigen Antibiotika für die Behandlung einer Infektion, so dass die Entwicklung von Resistenzen verlangsamt wird und die Genesung der Patienten wird verbessert. An der Universität von York, die wir entwickelt haben, nur so ein test.

Wie wir entwickelt unser neues tool

Bakterien sind komplexe Maschinen. Sie kontinuierlich ausführen von Aufgaben wie schwimmen, Aufteilung, Kommissionierung, bis die Nährstoffe, die Kommunikation chemisch, die Aufrechterhaltung Ihrer Form und vieles mehr. Also haben wir uns gefragt, ob Antibiotika stören diesen Funktionen in einer spürbaren Art und Weise.

Es gibt ein starkes Interesse unter den Forschern und ärzten bei der Untersuchung verschiedener Maßnahmen ein Antibiotikum handeln könnte, machen tests, die potentiell schneller als das Wachstum-basierend sind, so dass wir beschlossen, konzentrieren sich auf, wie Bakterien schwimmen und Ihre Form. Um dies zu tun, wir verwendeten tools von Mikrofluidik – die Wissenschaft der Manipulation von Flüssigkeiten im micro-Maßstab.

Um zu analysieren, wie bakterielle Bewegung und Formen betroffen sind Antibiotika, die wir hergestellt arrays von winzigen hohlen fallen auf ein einfaches Glas schieben. Ein Mikrokanal verwendet wird, um zu versiegeln das Gerät und Spritzen und manipulieren Lösungen mit Bakterien zum mitschwimmen.

Jede Falle (siehe Diagramm unten) ist klein genug, um zu fangen ein einzelnes Bakterium schwimmt in. Hunderte von fallen, die uns helfen, zu untersuchen, Hunderte eingeschlossene Bakterien in der gleichen Zeit. Einmal gefangen, wir überwachen Ihre Bewegungen und Form, eins nach dem anderen, während denen Sie Antibiotika. Entscheidend ist, dass die meisten gesunden Bakterien sind ausgezeichnete Schwimmer, die Sie für Ihre Suche nach Nährstoffen und kolonisierten Oberflächen. Auch Sie sind außergewöhnlich, die auf die Erhaltung Ihre Körper Formen.

Unsere Experimente zeigten, dass Medikamente, die wirksam sind, unterdrückt das Wachstum beeinträchtigen sowohl die Bakterien die Bewegung und die Form; nur diese Antibiotika machen Bakterien schwach und unfähig zu schwimmen aktiv. Außerdem verformen sich die bugs wodurch Sie zu verkürzen, zu verlängern, zu verbiegen oder zu Runden. So, Umgekehrt, änderungen in Form und schwimmen vorschlagen, ein Antibiotikum, das wirksam ist. Mit dieser „Kurzschrift“ wir waren in der Lage zu lokalisieren, effizient Drogen in weniger als einer Stunde. Dies ist eine große Verbesserung gegenüber der derzeitigen Wachstums-basierten Methoden, brauchen 24-48 Stunden.

Potenzial für eine rasche klinische Gerät

Der eigentliche Vorteil unserer Methode kommt von einem shift in der Perspektive – wir sind nicht auf der Suche auf Wachstum. Wächst eine Kolonie zu Milliarden Tage dauert und Masken, alle individuellen Unterschiede zwischen Bakterien. Stattdessen haben wir gezeigt, dass Antibiotika wirksam bei der Hemmung Wachstum in traditionellen tests, beeinträchtigen die Bakterien Bewegungen und verformen Sie in einer Angelegenheit von Stunden. Auch die Fähigkeit zur analyse einzelner Bakterien bedeutet, die ärzte müssen nicht warten, für den Fehler, sich zu vermehren und es ermöglicht die Untersuchung der Zell-zu-Zell-Unterschiede.

Unser Gerät entwickelt werden könnte, in eine schnell klinisches Instrument für die Beurteilung der effektivsten Antibiotika für eine Infektion gegeben. Stellen Sie sich vor Sie gehen Sie zu Ihrem Arzt mit einer Probe. Ihr Hausarzt wäre injizieren Sie die Probe in ein Gerät, das aus mehreren Mikrokanälen mit tausenden von fallen. Verschiedene Antibiotika würde injiziert werden in jedem Kanal, zur gleichen Zeit, und die software würde automatisch überwachen die Bewegungen und die Form der einzeln gefangen Bakterien.

Da das wirksamste Medikament beeinflussen schwimmen und Form schneller als das Wachstum, der Arzt braucht nicht zu warten, bis die Bakterien sich zu vermehren. In ein paar Stunden, wird Ihr Arzt in der Lage sein würde zu erkennen, die effektivsten Antibiotika für Ihre spezifischen Infektion und verschreiben.