Een diagnostisch systeem ontwikkeld aan het Technion-Israel Institute of Technology maakt een snelle en nauwkeurige aanpassing van het antibioticum aan de patiënt mogelijk. Het systeem zorgt voor snellere diagnose, eerdere en effectievere behandeling van infectieuze bacteriën, en verbeterde hersteltijden van de patiënt. De bevindingen werden deze week gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences ( PNAS ).

Antibiotica zijn een van de meest effectieve manieren om bacteriële infecties te behandelen. Echter, het wijdverbreide gebruik van antibiotica versnelt de ontwikkeling van bacteriestammen die resistent zijn tegen bepaalde antibiotica. In 2014, infecties met antimicrobiële resistentie (AMR) eisten het leven van meer dan 700, 000 mensen wereldwijd, naast een cumulatieve uitgave van 35 miljard dollar per jaar alleen al in de VS.

Voor patiënten met dreigende infecties, dringende behandeling is vereist voor hun gezondheid. Volgens vastgestelde schattingen voor elk uur dat een effectieve antibioticabehandeling wordt uitgesteld, overlevingspercentages dalen met ~ 7,6 procent voor patiënten met septische shock. Daarom, om de patiënt niet zonder adequate bescherming te laten in afwachting van de resultaten, veel artsen zullen een antibioticum met een breed werkingsspectrum in grote doses voorschrijven. Dit fenomeen vergemakkelijkt het ontstaan ​​van AMR en beïnvloedt ook de microbiota - de populatie van 'goede bacteriën' die in het menselijk lichaam wordt aangetroffen en die het beschermt.

In deze context, het belang van technologieën die vooraf de resistentie van een bepaalde bacterie tegen bepaalde antibiotica kunnen bepalen, ligt voor de hand. Het innovatieve systeem ontwikkeld bij Technion, genaamd de SNDA-AST, analyseert snel bacteriën die zijn geïsoleerd van patiënten met infecties en beoordeelt hun niveau van resistentie tegen specifieke antibiotica. Hierdoor kan het zorgteam een ​​dag eerder het meest effectieve antibioticum kiezen in vergelijking met traditionele methoden. In aanvulling, de onderzoekers toonden het vermogen aan om bacteriën rechtstreeks te testen uit onbewerkte urinemonsters van patiënten, waardoor de isolatiestap wordt overgeslagen, en mogelijk twee dagen besparen voor patiënten met urineweginfecties.

De studie werd geleid door Prof. Shulamit Levenberg, Decaan van de Technion Faculteit Biomedische Technologie, en werd uitgevoerd door drie onderzoekers in haar lab:promovendus Jonathan Avesar, postdoctoraal student Dekel Rosenfeld en promovendus Tom Ben-Arye. Het onderzoek is uitgevoerd in samenwerking met universitair docent Moran Bercovici van de Technion-faculteit Werktuigbouwkunde en promovendus Marianna Truman-Rosentsvit, in samenwerking met Dr. Yuval Geffen, hoofd van het Microbiologisch Laboratorium op de Rambam Health Care Campus. Het werd gefinancierd door een KAMIN-subsidie ​​van de Innovation Authority en de Israëlische Centers of Research Excellence (I-CORE).

Volgens Avesar, die uit de Verenigde Staten komt, "Elke dag, In elk ziekenhuis in Israël worden tientallen tot honderden tests uitgevoerd om de resistentieniveaus van infectieuze bacteriën in kaart te brengen uit monsters die bij patiënten zijn genomen. Het probleem is dat dit een erg lange test is, omdat het gebaseerd is op het verzenden van het monster naar het laboratorium, het kweken van een bacteriecultuur in een petrischaal en het analyseren van de cultuur. Dit proces vereist relatief grote bemonstering en duurt meestal enkele dagen, deels omdat de werkdag in laboratoria beperkt is tot ongeveer acht uur. Onze methode, anderzijds, levert nauwkeurige resultaten in een korte tijd op basis van een veel kleinere steekproef. Het is duidelijk dat een snellere respons ons in staat stelt eerder met de behandeling te beginnen en de snelheid van herstel te verbeteren."

Het door de Technion-onderzoekers ontwikkelde apparaat is een chip met honderden nanoliterputten erin, elk met een paar bacteriën en een specifiek antibioticum. Detectie van de bacteriële respons gebeurt met behulp van een fluorescerende marker, beeldverwerkingshulpmiddelen en statistische analyse van de kleuren verkregen uit de bacteriën in alle nanoliterputten.

In een onderzoek waarin 12 combinaties van bacteriën en antibiotica in het systeem werden getest, de resultaten, die in korte tijd zijn verkregen, zoals vermeld, waren nauwkeurig en zorgen voor een vroege en effectieve behandeling van de infectieuze bacteriën. Avesar zei, "Het gebruik van de technologie die we hebben ontwikkeld, vermindert de grootte van het vereiste monster met verschillende ordes van grootte, vermindert de scantijd met ongeveer 50 procent, vermindert de laboratoriumruimte die nodig is voor het testen aanzienlijk en verlaagt de kosten per test."