Борьба с устойчивостью к антибиотикам немного менее бесполезна

Новая экспериментальная платформа, разработанная в Университете Райса, обещает ускорить открытие того, как инфекционные бактерии становятся устойчивыми к антибиотикам.


Микрожидкостное приложение биолога Райса Юсифа Шаму и его команды быстро инкапсулирует бактерии с различными концентрациями антибиотиков, чтобы проанализировать, как они эволюционируют, чтобы стать устойчивыми.

Подробности опубликованы в журнале Американского химического общества. Инфекционные заболевания ОКС.

«Идея использования микрофлюидики для инкапсуляции клеток не нова; уже существует множество устройств типа «лаборатория на чипе», — сказал Шаму, специализирующийся на изучении бактерий с множественной лекарственной устойчивостью. «Что мы сделали, так это применили его для открытия биомаркеров устойчивости к антибиотикам».

Установленная методика изучения резистентности заключается в подаче антибиотиков в постепенно возрастающих количествах во флаконы с бактериями в растворе. Это показывает, как некоторые микробы развивают устойчивость, но отдает предпочтение мутантам, которые растут быстрее всего, и затрудняет контроль над другими факторами, такими как размер популяции, количество поколений и занимаемое ими пространство, которые могут влиять на эволюционный процесс.

Помещение клеток в микрокапли преодолевает эти ограничения, позволяя исследователям точно настраивать среду и изучать новые эволюционные траектории.

«Капли — это контролируемая среда, в которой клетки растут в своих собственных экосистемах», — сказал Шаму. «Это похоже на то, что происходит, когда на вашем теле образуется рана, когда в пробирке есть несколько бактерий, а не миллионы. Мы думаем, что эти микрофлюидные капли являются лучшим приближением к ранним стадиям инфекции».

По его словам, один миллилитр эмульсии бактерий/доксициклина может содержать около 2,6 миллиона капель, каждую из которых можно рассматривать как крошечный биореактор.

«Требуется всего около чайной ложки раствора, чтобы быстро произвести буквально около миллиона микрокапель, тогда как раньше мы могли использовать литры», — сказал Шаму. «Это позволяет нам проводить очень плотно воспроизводимые исследования, которые просто невозможны, когда вы ограничены пробирками».