Бактерии, устойчивые к противомикробным препаратам, представляют серьезную угрозу для здоровья населения во всем мире. В частности, они становятся все более распространенными среди бактериальных патогенов, ответственных за такие заболевания с высокой смертностью, как пневмония, диарея и сепсис.Частью проблемы в борьбе с распространением этих организмов была ограниченная возможность проводить тестирование на чувствительность к противомикробным препаратам в регионах, где нет доступа к лабораториям, испытательному оборудованию и обученным техническим специалистам по диагностике для чтения таких тестов.Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали простую и недорогую приставку для смартфона, с помощью которой можно проводить автоматизированное тестирование чувствительности к противомикробным препаратам.
Результаты исследования опубликованы в журнале Scientific Reports, входящем в состав Nature Publishing Group.«Эта работа чрезвычайно важна и своевременна, учитывая, что лекарственно-устойчивые бактерии становятся все более глобальной угрозой, что делает многие из наших антибиотиков первого ряда неэффективными», — сказал Айдоган Озкан, профессор электротехники и биоинженерии Канцлера Университета Генри Самуэли при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе.
Инженерные и прикладные науки. «Наша новая технология, основанная на смартфонах, может помочь значительно расширить применение лабораторных тестов, особенно в регионах с ограниченными ресурсами».В этом совместном междисциплинарном проекте участвовали исследовательские лаборатории UCLA трех профессоров — Озкана; Омай Гарнер, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины в области медицинских наук; и Дино Ди Карло, профессор инженерной биоинженерии.Устройство UCLA подключается к смартфону и имеет планшет, вмещающий до 96 лунок для тестирования.
Массив светодиодов освещает образец, а затем камера телефона используется для определения небольших изменений светопропускания каждой лунки, содержащей другую дозу, выбранную из набора антибиотиков. Изображения отправляются на сервер для автоматического проведения теста на чувствительность к противомикробным препаратам, а результаты отправляются на смартфон примерно через одну минуту.Затем исследователи протестировали устройство в клинических условиях Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.
Они использовали специальные планшеты, приготовленные с 17 различными антибиотиками, нацеленными на Klebsiella pneumoniae, бактерии, обладающие высокорезистентными антимикробными профилями. Во время клинических испытаний они использовали 78 образцов от пациентов. Их результаты показали, что считывающее устройство для мобильного телефона соответствует критериям лабораторных испытаний, определенным FDA, с точностью обнаружения 98,2%.
Самая низкая концентрация антибиотика, предотвращающая рост бактерий, используется для отслеживания лекарственной устойчивости. Критерий — чувствительность к антибиотикам или устойчивость к ним — присваивается каждой комбинации бактерий / лекарств, чтобы врач мог принять решение о лечении.
Результат «чувствительный» указывает на то, что организмы, заразившие пациента, должны отреагировать на терапию, в то время как резистентный организм не будет подавляться концентрациями антибиотика, достигаемыми при нормальных дозировках, используемых для этого лекарства.«Этот мобильный считыватель может устранить необходимость в обученных диагностах для проведения тестирования на чувствительность к противомикробным препаратам, снизить стоимость рутинного тестирования и помочь в отслеживании устойчивости бактерий во всем мире», — сказал Гарнер.
Ди Карло добавил: «Дополнительным преимуществом этой технологии является возможность изучения роста бактерий в присутствии лекарственного средства в более ранний момент времени, чем считается в настоящее время (около 24 часов). Это могло бы позволить более быстрое время обработки результаты врачу, которые могут помочь спасти жизни ".