Takmer 100 % bakteriálnych infekcií identifikovaných do 3 hodín

Autor:: Roman Mališka
Zverejnené:: 2. 4. 2025
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Vedci dosiahli významný prelom v presnosti a rýchlosti identifikácie a liečby často smrteľných patogénnych infekcií. Tento čas je v mnohých prípadoch rozhodujúci pre záchranu života pacienta.

Vedci z Ulsanského národného inštitútu vedy a techniky (UNIST) v Južnej Kórei predstavili svoju novú diagnostickú techniku známu ako fluorescenčná in situ hybridizácia (Fluorescence In Situ Hybridization - FISH). Tá využíva umelé polyméry, čo sú peptidové nukleové kyseliny, ktoré fungujú ako sondy viažuce sa na rôzne genetické sekvencie v baktériách. Keď sa dve molekuly sondy naviažu na cieľ, emitujú sa fluorescenčné signály, ktoré v podstate odhaľujú odtlačok prsta rôznych patogénov.

„Technika fluorescenčnej in situ hybridizácie (FISH) umožňuje rýchlu detekciu a identifikáciu mikróbov na základe ich variability v genómovej sekvencii bez časovo náročnej kultivácie alebo sekvenovania,“ uviedli vedci. „Nedávna explózia mikrobiálnych genomických údajov však spôsobila, že je náročné navrhnúť vhodný súbor sond pre mikrobiálne zmesi. Vyvinuli sme nový súbor sond FISH na báze peptidových nukleových kyselín s optimálnou cieľovou špecifickosťou analýzou zmien v sekvencii 16S ribozomálnej RNA vo všetkých bakteriálnych druhoch.“

V laboratóriu sa metódou FISH zistilo sedem druhov baktérií, ktoré bežne infikujú ľudí - Klebsiella pneumoniae, Proteus mirabilis, Bacillus subtilis, Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus. Ukázalo sa, že táto metóda je viac ako 99 % presná pre všetky okrem S. aureus - patogénu, ktorý infikuje kožné tkanivo - ktorý mal stále vysokú úspešnosť 96,3 %. Niektoré detekcie dosiahli až 99,9 %.

„Detekcia je založená na Försterovom rezonančnom prenose energie (FRET) medzi dvojicami susediacich väzbových sond peptidových nukleových kyselín eliminovala presluchy medzi druhmi,“ uviedli vedci. „Bola realizovaná rýchla sekvenčná identifikácia druhov s použitím chemicky štiepiteľných fluoroforov bez toho, aby bola ohrozená presnosť detekcie. Vďaka vynikajúcej presnosti a zvýšenej rýchlosti vykazuje tento súbor techník veľký potenciál pre klinické použitie.“

Tím pritom analyzoval 19 885 známych genetických sekvencií 14 614 druhov baktérií a potom navrhol druhovo špecifické sekvencie peptidových nukleových kyselín, ktoré sa zameriavajú na ribozomálnu RNA baktérie. Sondy peptidových nukleových kyselín majú oproti tradičným sondám DNA výrazné výhody a môžu prechádzať cez bunkové steny patogénu. Viazanie dvoch sond na ten istý patogén zvyšuje presnosť, najmä v prípadoch, keď ochorenie spôsobilo viacero patogénov.

Metóda FISH pritom môže priniesť tieto výsledky za menej ako tri hodiny. Bežné diagnostické nástroje, ako sú krvné testy a analýzy polymerázovou reťazovou reakciou (PCR), môžu trvať dni dokonca až týždne. Pre pacientov, ktorí bojujú s časovo kritickými, život ohrozujúcimi infekciami, ako je napríklad sepsa, je kriticky dôležité diagnostikovať a liečiť čo najskôr.

Rýchle spracovanie výsledkov môže tiež pomôcť zabrániť tomu, aby sa pacientom podávali nesprávne antibiotiká.

„Táto metóda pomôže pri diagnostike infekcií, ktoré si vyžadujú okamžitú liečbu antibiotikami, ako je sepsa, infekcie močových ciest a zápal pľúc, a zároveň pomôže znížiť zbytočné používanie antibiotík,“ povedal prvý autor štúdie Dr. Sungho Kim z Katedry biomedicínskeho inžinierstva na UNIST.

Vedci teraz vykonajú ďalšie testy na vzorkách krvi odobratých chorým pacientom, aby posúdili, ako dobre môže metóda FISH fungovať v klinickom prostredí. Ich výskum bol nedávno uverejnený v magazíne Biosensors and Bioelectronics.