Хеликобактер пилори (H. pylori), бактерия, которая может вызывать у человека гастрит, язвенную болезнь и рак желудка, поражает около половины населения земного шара. Очень важно быстро выявить инфекцию и подобрать правильную комбинацию чувствительных антибиотиков. Однако существующие инструменты ограничены, главным образом потому, что H. pylori медленно растет и его трудно культивировать.

Исследователи из Циндаоского Института биоэнергетики и технологии биопроцессов (QIBEBT) Китайской Академии наук (CAS) и их сотрудники из Государственной ключевой лаборатории профилактики и контроля инфекционных заболеваний, Национального института по контролю и профилактике инфекционных заболеваний (ICDC) CDC Китая и Городской больницы Циндао разработали медицинский инструмент под названием Клинический раманометрический тест на чувствительность к противомикробным препаратам для определения Helicobacter pylori (CAST-R-HP), который обещает стать новым мощным инструментом в диагностике и лечении инфекций H. pylori.

Их результаты были опубликованы 18 июня в журнале Clinical Chemistry.

В борьбе с H. pylori исследователям и медицинским работникам нужны быстрые, надежные и чувствительные инструменты для идентификации патогена и тестов на чувствительность к противомикробным препаратам, а также профилирование мутаций по всему геному, которое выявляет механизмы устойчивости бактерий.

Современными методами выявления H. pylori и определения чувствительных антибиотиков для эрадикационной терапии являются бактериальный посев и тестирование чувствительности к лекарственным средствам на основе эндоскопических образцов слизистой оболочки желудка.

"Нынешнее тестирование чувствительности к противомикробным препаратам на основе культивирования проводится слишком медленно и требует, по крайней мере, недели времени на подготовку", - сказал профессор. Чжан Цзяньчжун из Государственной ключевой лаборатории профилактики и контроля инфекционных заболеваний, ICDC CDC Китая, старший автор исследования.

Команда разработала подход, который позволяет быстро идентифицировать патогены, проводить тесты на чувствительность к противомикробным препаратам на основе ингибирования метаболизма и высококачественное одноклеточное секвенирование всего генома для выявления механизмов устойчивости к противомикробным препаратам. Их подход обеспечивает точность более 98 процентов и успешен при точном разрешении в одну клетку, работая непосредственно с образцами биопсии.

Основные технологии, называемые раманометрией с D2O-зондированием и сортировкой и секвенированием клеток с активацией Рамана (RACS-Seq), интегрированы в прибор CAST-R-HP.

"Независимость от культуры, скорость, высокое разрешение и всесторонний вывод информации предполагают, что CAST-R-HP является мощным инструментом для диагностики и лечения инфекций H. pylori, теперь с точностью до одной клетки", - сказал Сюй Цзянь, еще один старший автор исследования и директор одноклеточного центра в QIBEBT..

Заглядывая в будущее, команда изучит способы дальнейшего ускорения CAST-R-HP, например, путем разработки чипа на основе микрофлюидики для обогащения количества клеток непосредственно из биопсийной ткани, инфицированной H. pylori. Эта разработка чипа может еще больше сократить время выполнения теста на чувствительность к противомикробным препаратам на основе ингибирования метаболизма примерно с трех дней до менее чем 24 часов.

"Нашим следующим шагом будет полная оценка полезности рабочего процесса для всех антибиотиков первой и второй линии, используемых для лечения инфекций H. pylori", - сказал Лю Мин из Одноклеточного центра QIBEBT, первый автор статьи.

Команда CAST-R-HP также может быть использована для картирования гетерогенности H. pylori на уровне генома. "Обеспечивая идентификацию, тесты на лекарственную чувствительность и отслеживание источника на основе всего генома с разрешением в одну клетку, CAST-R-HP должен не только облегчить точное введение антибиотиков при инфекции H. pylori, но и снизить риск лекарственной устойчивости в общей популяции людей", - добавил Сюй Цзянь.

ИСТОЧНИК