Секвенирование ДНК быстро определяет устойчивые к антибиотикам бактерии
Ученые из Университета Джона Хопкинса доказали, что технология быстрого секвенирования генов может ускорить идентификацию определенных штаммов бактерий, устойчивых к антибиотикам. Работа проводилась под руководством доцента Праниты Тамма. Результаты исследования появились на сайте университета 17 января.
Количество устойчивых к лекарственным средствам бактериальных инфекций резко возросло за последние пару десятилетий. Это происходит из-за чрезмерно частого использования антибиотиков и из-за легкости, с которой бактерии могут приобретать новые гены резистентности, особенно в условиях больниц, где различные штаммы могут без препятствий скрещиваться. В настоящее время типичные лабораторные тесты для выявления конкретных штаммов бактерий требуют 24 часа для выращивания микробной культуры, отобранной у пациентов, плюс дополнительные 24–48 часов для определения того, какие обычно используемые антибиотики будут эффективны.
В новой работе доктор Тамма использовала ДНК-секвенатор с нанопорами — новый вид технологии, который дает результаты намного быстрее, чем другие инструменты секвенирования ДНК, поскольку он измеряет электрический сигнал во время прохождения нити ДНК через крошечные поры. Электрический сигнал контролируется в режиме реального времени, что позволяет анализировать результаты секвенирования в течение нескольких минут. Другим секвенсорам требуется минимум 24 часа для анализа результатов. Исследователи использовали новый секвенатор для выявления генов устойчивости к антибиотикам у нескольких штаммов Klebsiella pneumoniae, бактерий, которые обитают в кишечнике человека и могут быть как абсолютно безвредными, так и вызывать серьезные инфекции.
Команда собрала клинические образцы K. pneumoniae у 40 взрослых пациентов, госпитализированных в больницу Джона Хопкинса, извлекла бактериальную ДНК и провела ее через секвенатор. Исследователи использовали два разных подхода к определению генов резистентности. Самой эффективной оказалась методика, занявшая 14 часов: за это время ученые смогли определить резистентные гены с точностью до 92% и подобрать антибиотики для лечения каждого конкретного случая заражения инфекцией K. pneumoniae.