Учёные из Китая предлагают ускоренный метод определения антибиотикоустойчивости золотистого стафилококка с помощью тест-полосок

Проблема распространения антибиотикоустойчивых бактерий к XXI веку стала весьма существенной. Сегодня определение устойчивости патогенов к антибиотикам стало частью рутинных лабораторных исследований, необходимых для принятия решения о тактике лечения пациента. Однако проведение такого исследования остаётся достаточно длительным, поскольку требует оценки роста бактерий через 16 часов после посева, когда накопление бактериальной массы можно оценить визуально.

Используя системы детекции роста бактерий с большей чувствительность, чем человеческий глаз, можно ускорить процесс определения антибиотикоустойчивости бактерий. Современные методы, такие как масс-спектрометрия MALDI-TOF и ПЦР, позволяют ускорить этот процесс, однако они также требуют времени и дорогостоящего оборудования. Однако высокочувствительные устройства не всегда стоят дорого, системой, способной выявить рост бактерий в культуре, может быть и  хроматографическая полоска. В Китае, например,  предложили вариант полоски для определения антибиотикоустойчивости стафилококка, с помощью которого врач сможет получить сведения, необходимые для лечения пациента, уже через 2 часа.

Использование тест-полосок для быстрого определения присутствия тех или иных бактерий широко используется в диагностике инфекционных заболеваний. Их преимуществом является высокая скорость исследования и его простота, благодаря чему от проводящего исследования специалиста не требуется специальных навыков.

Возможность определять невидимые глазу клетки стафилококка с помощью тест-полосок основывается на двух биохимических взаимодействиях. Первое — способность золотистых стафилококков связываться с любыми антителами класса IgG, вне зависимости от их специфичности. Из-за этой способности стафилококки можно сконцентрировать на небольшом участке на полоске, состоящей из нитроцеллюлозного фильтра, если нанести на этот участок какие-нибудь подходящие антитела,  например, IgG свиньи. Использование таких антител значительно снижает стоимость теста и сложность его изготовления, поскольку не требуется получения и очистки специфических антител.

Однако даже сконцентрированные таким способом на нитроцеллюлозе стафилококки не заметны невооружённым глазом, так что нужна ещё одна реакция, которая позволит их увидеть. Тейкопланин — антибиотик, связывающийся на клеточной стенке грамположительных бактерий. Это останавливает их рост, на чём основан терапевтический эффект данного соединения. Кроме того, тейкопланин можно использовать для визуализации бактерий, поскольку это недорогое и стабильное вещество. Если соединить его с флуоресцентной меткой, полученный комплекс будет специфически взаимодействовать с клеточными стенками грамположительных бактерий. Это свойство тейкопланина было использовано для создания системы.

Итак, полученные тест-полоски состояли из узких нитроцеллюлозных мембран, на одном из концов которых закрепляли абсорбирующий материал, чтобы исследуемый жидкий образец лучше поднимался по мембране. Антитела наносили на мембрану в виде тонкой линии. Всю конструкцию вставляли в пластиковую кассету для удобства использования.

Исследование штамма на предмет его устойчивости к антибиотику, как и в случае классических методик, начинается с его посева на среды с различными концентрациями антибиотика. Благодаря высокой чувствительности методики длительность инкубирования стафилококка в присутствии антибиотика сокращается с 16 часов до 90 минут. Перед началом исследования с помощью тест-полосок культуру стафилококка смешивали с раствором тейкопланина, меченного флуоресцентным красителем, чтобы окрасить клетки бактерий. При нанесении на мембрану смесь распространялась по ней, при этом в области, где были антитела, скапливались неспецифически связывающиеся с ними стафилококки. Увидеть яркую светящуюся полосу можно было уже через 5 минут.

Сравнение метода с золотым стандартом — оценкой антибиотикочувствительности бактерий методом серийных разведений, показало, что результаты, полученные с помощью двух методик, являются сопоставимыми. Это значит, что предложенный метод можно использовать для диагностики, особенно когда важно как можно раньше определить тактику лечения.

Shi Y, Yang H, He Y, Fu Z. Antibiotic-affinity chromatographic test strip for quantitative analysis and antibiotic resistance testing of Staphylococcus aureus / Talanta. — 2019. — V. 205.