System detekcji genów pomoże dobrać najlepszy antybiotyk

Oprac. KM
opublikowano: 31-08-2018, 08:53

Na UW powstaje system do detekcji genów, które uodparniają bakterie na antybiotyki. Naukowcy zamierzają udostępnić system lekarzom, aby mogli oni możliwie szybko pozyskiwać informacje, które typy antybiotyków będą najbardziej skuteczne w leczeniu konkretnych przypadków.

Ten artykuł czytasz w ramach płatnej subskrypcji. Twoja prenumerata jest aktywna

Doktoranci z Zakładu Genetyki Bakterii na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego – Mikołaj Dziurzyński, Przemysław Decewicz i Adrian Górecki – opracowali system detekcji genów oporności na antybiotyki w próbkach środowiskowych oraz materiale klinicznym. Ich wynalazek może pomóc lekarzom w doborze optymalnej antybiotykoterapii. Jak przekonują młodzi naukowcy, test dostarcza wynik 10-krotnie szybciej od klasycznego antybiogramu i precyzyjnie określa profil bakterii, nie ograniczając się do szczepów hodowanych w próbce.

Co ciekawe, wynalazek umożliwi również sprawdzanie obecności bakterii opornych na leki w produktach spożywczych oraz monitorowanie rozprzestrzeniania się genów oporności w różnych środowiskach.

Na czym polega wynalazek doktorantów z UW

Rewolucyjny pomysł doktorantów z UW wykorzystuje reakcję łańcuchową polimerazy, czyli PCR (Polymeraze Chain Reaction) – metodę prostą i powszechnie stosowaną w biologii molekularnej. W szybki sposób umożliwia ona sprawdzenie, czy w bakterii występuje dana sekwencja DNA. Wykrywanie poszczególnych genów, w tym tych, które determinują oporność na antybiotyki, wymaga zaprojektowania odpowiedniego zestawu odczynników, tzw. starterów do PCR. „Stworzyliśmy oprogramowanie, dzięki któremu można błyskawicznie dobrać te odczynniki w taki sposób, by uzyskiwane informacje były wiarygodne. Eliminujemy wyniki fałszywie negatywne lub fałszywie pozytywne. Dzięki temu zyskujemy pewność, że trafiamy we właściwy gen” – mówi mgr Mikołaj Dziurzyński.

Test genetyczny szybszy i dokładniejszy od antybiogramu

Wynalazek dostarcza wynik 10-krotnie szybciej w porównaniu z klasycznym antybiogramem. „Analiza PCR trwa ok. 2 godzin i może być wykonana na miejscu, w większości szpitali. Przy tym test genetyczny nie ogranicza się, tak jak klasyczny antybiogram, do hodowlanych szczepów bakterii, które stanowią szacunkowo zaledwie 1 proc. wszystkich bakterii obecnych w próbce” – mówi mgr Przemysław Decewicz. „Dzięki naszemu systemowi można precyzyjnie określić profil bakterii i zastosować już za pierwszym razem optymalną antybiotykoterapię. Miałoby to kluczowe zastosowanie w przypadku ciężko chorych osób, u których nie można stosować kolejnych leków, nie mając pewności, który z nich zadziała” – mówi Mikołaj Dziurzyński.

Obecnie na rynku nie ma alternatywnych do tego wynalazku rozwiązań, które dałyby lekarzom informację w tak krótkim czasie, bez zaangażowania naukowców czy specjalistycznych zewnętrznych firm. Istnieją firmy, które oferują kompleksowe usługi detekcji genów, ale bazują na metodach znacząco droższych. Przy tym do analizowania prezentowanych wyników wymagany jest wykwalifikowany personel.

„Wynik uzyskiwany w naszym systemie będzie bardzo prosty do analizy i interpretacji, tak by z informacji zwrotnej mógł samodzielnie skorzystać lekarz. Szpital nie musi kupować dodatkowego sprzętu, wystarczy nasze oprogramowanie. Jedyne potrzebne umiejętności to obsługa znanej i powszechnie stosowanej metody – PCR” – mówi mgr Adrian Górecki.

Na jakim etapie są teraz testy wynalazku

„Obecnie prowadzone prace przedwdrożeniowe mają pozwolić na ustalenie, czy odczynniki wskazywane przez oprogramowanie są wystarczająco specyficzne. Wcześniej przeprowadzono już badania in silico (analizy komputerowe) na próbkach środowiskowych, z oczyszczalni ścieków, a także na próbkach z całego świata, których sekwencje DNA zdeponowane są w dostępnych w Internecie bazach danych. Teraz prowadzone będą badania na próbkach od pacjentów pozyskanych w ramach rozwijającej się współpracy UW z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym” – mówi Robert Dwiliński, dyrektor Uniwersyteckiego Ośrodka Transferu Technologii UW, który wspiera rozwój i komercjalizację tego projektu.

Inne zastosowania systemu do detekcji genów oporności na antybiotyki

Wynalazek młodych naukowców z UW może nie tylko wspierać lekarzy w podejmowaniu decyzji o wyborze leku i docelowo ratować ludziom życie – pozwoli także na badanie rozprzestrzenienia antybiotykooporności. Jego zastosowanie dałoby precyzyjny obraz sytuacji – to pierwszy krok na drodze do ograniczenia tempa wzrostu antybiotykooporności. Zjawisko to nie jest związane wyłącznie z antybiotykoterapią. W przypadku bakterii występuje zjawisko horyzontalnego transferu genów. Jeśli jeden gatunek bakterii nabywa oporność, może przekazać ją innym bakteriom. To prosty proces, który zachodzi bardzo szybko, zwłaszcza w oczyszczalniach ścieków.

„Jeśli ten proces nie będzie monitorowany, powrót do ery pre-antybiotykowej nastąpi jeszcze szybciej. Z oczyszczalni ścieków bakterie z genami oporności wracają bowiem do człowieka. Monitorowanie pozwoli znaleźć źródła kumulowania się szczepów opornych. Nasz system nie zminimalizuje negatywnych zjawisk, ale pozwoli je lepiej monitorować i analizować. To pierwszy etap, który umożliwi wdrożenie działań zapobiegawczych” – mówi Przemysław Decewicz.

Szczególnie istotną rolę odgrywa w tym kontekście branża spożywcza. Najwięcej bakterii ludzie przyjmują wraz z pożywieniem. Dlatego produkty spożywcze powinny być powszechnie badane pod kątem obecności bakterii opornych na antybiotyki. Spożywanie produktów zawierających takie bakterie może skutkować horyzontalnym transferem genów do innych bakterii w organizmie człowieka.

„W przypadku branży spożywczej wyniki nie muszą być natychmiastowe. Być może ostatecznie komercjalizacja w tym przypadku będzie oznaczać stworzenie usługi świadczonej przez przyszłą spółkę spin-off założoną przy Uniwersytecie Warszawskim” – mówi Adrian Górecki.

PRZECZYTAJ TAKŻE:

Nadal szafujemy antybiotykami i bagatelizujemy problem lekooporności – rozmowa z mikrobiolog prof. dr hab. n. med. Walerią Hryniewicz

Czy XXI wiek będzie erą postantybiotykową?

Źródło: Puls Medycyny

Podpis: Oprac. KM

Najważniejsze dzisiaj
× Strona korzysta z plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. Możesz określić warunki przechowywania lub dostępu do plików cookies w Twojej przeglądarce.