System detekcji genów oporności na antybiotyki w próbkach środowiskowych oraz materiale klinicznym opracowali doktoranci z Zakładu Genetyki Bakterii na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego - Mikołaj Dziurzyński, Przemysław Decewicz i Adrian Górecki.
Co to oznacza w praktyce? „Zapewniający szybkie i wiarygodne wyniki a zarazem tani do wdrożenia system, który dostarczy lekarzom informacji, jaki lek antybakteryjny zastosować w danym przypadku u konkretnego pacjenta, bez ryzyka, że antybiotyk nie zadziała” - informują przedstawiciele projektu w przesłanej informacji prasowej.
Wynalazek pozwala też sprawdzać produkty spożywcze pod kątem obecności bakterii opornych na leki oraz monitorować rozprzestrzenianie się genów oporności w różnych środowiskach.
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 oporności na antybiotyki, wymaga zaprojektowania odpowiedniego zestawu odczynników, tzw. starterów do PCR.
Jak to działa?
– 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 cytowany w przesłanej informacji.
W porównaniu do klasycznego antybiogramu nowy wynalazek dostarcza wynik 10 razy szybciej. – 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 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 – tłumaczy Mikołaj Dziurzyński.
Prosty i szybki wynik
Jak zapewniają twórcy pomysłu, obecnie na rynku nie ma alternatywnych 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 – wyjaśnia cytowany w komunikacie prasowym Adrian Górecki.
Prezentowany w systemie wynik analizy daje się przedstawić w sposób prosty do interpretacji. Na jego podstawie od razu wiadomo, jakie antybiotyki można w danym przypadku zastosować, a jakie nie zadziałają. Lekarze zwykle dobierają antybiotyk spośród kilkunastu leków. System można skonfigurować tak, by wynik od razu prezentował listę leków oznaczonych kolorami: te oznaczone na czerwono nie będą skuteczne, zielone – powinny prawidłowo zadziałać. Wybór będzie oczywiście uzależniony ostatecznie od innych parametrów pacjenta i rozpoznania jednostki chorobowej.
– 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 w 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.
Czytaj też:
Jak przetrwać sezon chorobowy? 13 skutecznych sposobów