Medikament

Neue Diagnosemethode schnell identifiziert die richtigen Antibiotika

Patienten mit bakteriellen Infektionen, die umgehend diagnostiziert und behandelt mit den wirksamsten Antibiotika-tarif besser als diejenigen, die warten. Aber die aktuellen Methoden, um zu identifizieren, welches Medikament tötet die Erreger Tage dauern, um Ergebnisse zu erzielen, und somit sind die Patienten Häufig verschriebenen Breitspektrum-Antibiotika während der Wartezeit für eine Diagnose. Die übernutzung dieser Arten von Antibiotika getrieben hat, die Entstehung von Medikamenten-resistenten Mikroben, die töten als 35.000 Amerikaner jedes Jahr, laut einer aktuellen CDC-Schätzung.

Ein neuer diagnostischer Ansatz, entwickelt von den Wissenschaftlern an der Broad Institute des MIT und Harvard und dem Massachusetts General Hospital (MGH) könnten helfen, dieses problem anzugehen, indem den ärzten, genau zu finden, die besten Antibiotika innerhalb von Stunden statt Tagen. Dieser schnell-test könnte möglicherweise angewendet werden, um eine bakterielle Infektion und Antibiotika.

„Die Fähigkeit, schnell und präzise zu erkennen, das beste Antibiotikum würde erheblich zur Verbesserung der Versorgung von Patienten mit Infektion, während sichergestellt wird, dass unser ganzes arsenal von Antibiotika ist sinnvoll eingesetzt und effizient,“ sagte Deborah Hung, ein Kern-Institut Mitglied in der Breite und associate professor an der Harvard Medical School und MGH, die led der Entwicklung des Tests.

Zwei Methoden sind besser als einer

Der aktuelle gold-standard „phänotypischen“ Methode der Antibiotika-Empfindlichkeitsprüfung (AST) umfasst die Bakterien von einem Patienten und wächst Sie in einer Petrischale in Gegenwart von verschiedenen Antibiotika, um zu sehen, welches Medikament hemmt das Wachstum der Mikroben. Diese Wachstum-basierten Tests sind genau, aber einige Tage dauern, um Ergebnisse zurückzugeben. Neuere „genotypischen“ Methoden, die Suche nach Bakterien-DNA für Mutationen bekannt zu verleihen Resistenzen sind schneller, aber weniger genau, weil der Widerstand kann sich aus genetischen Veränderungen, die nicht in den test einbezogen.

Der neue test von Breite und MGH-Forscher, genannt Genotypischen und Phänotypischen AST durch RNA-Erkennung, oder GoPhAST-R vereint das beste aus diesen beiden Ansätzen und können die Ergebnisse in weniger als vier Stunden. Beschrieben in Nature Medicine, die Arbeit führte, Hing und Roby Bhattacharyya, ein Breites Forscher und ansteckende Krankheit, Arzt am MGH.

In Ihrer Studie fanden die Forscher, dass nur wenige Minuten nach Exposition gegenüber einem Antibiotikum resistenten und Drogen-und Kleinschreibung Versionen der gleichen gewachsene Bakterien in Petrischalen zeigten unterschiedliche Muster der boten-RNA (mRNA) – expression, was auf Unterschiede in der Aktivität Ihrer Gene. Die Wissenschaftler bereitgestellt machine-learning-algorithmen zur Ermittlung der mRNA-Transkripte, die am besten unterscheiden, Drogen-empfindliche von resistenten Organismen. GoPhAST-R, dann nutzt diese Transkripte zu klassifizieren Proben von unbekannten Droge Empfindlichkeit. Durch die Suche nach mRNA-Signaturen von Drogen-Empfindlichkeit, kann der test schnell identifizieren eines Organismus die Empfindlichkeit auf bestimmte Medikamente, unabhängig von der zugrunde liegenden genetischen Wurzeln des Widerstands.

Die Methode analysiert auch die Abfolge der mRNA-Transkripte zu offenbaren, ob Bakterien tragen Schlüssel-Gene bekannt, die Ursache der Resistenzen. Die Integration dieser genotypischen Daten mit phänotypischen expression-basierte Daten verbessert die Leistung der GoPhAST-R, die die Wissenschaftler zeigten, war von 94 bis 99 Prozent genau in der Klassifizierung von Bakterienstämmen.

Schneller gehen

Die Forscher gezeigt, dass GoPhAST-R identifizieren kann, die Anfälligkeit für drei große Klassen von Antibiotika im klinischen Einsatz heute—Carbapeneme, Fluorchinolone und Aminoglykoside—in fünf Erregern oft Resistenzen: Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureus und Pseudomonas aeruginosa. Sie zeigte der test das klinische Potenzial, mit GoPhAST-R, um schnell festzustellen, die ciprofloxacin-Empfindlichkeit von Krankheitserregern in patientenproben aus dem MGH, die die klinische Mikrobiologie-Labor.

Um GoPhAST-R schneller gehen, das team zusammen mit einer biotech-Firma namens NanoString seine next-generation-RNA-Nachweis Plattform, NanoString Hyb & Seq. Das Gerät erlaubt es, GoPhAST-R zu bestimmen, Antibiotika-Empfindlichkeit von weniger als vier Stunden nach Bakterien sind positiv erkannt in einer blutkultur, verglichen mit 28-40 Stunden Verwendung von standard-klinischen Labor-Methoden.