Super-rychlý test pro bakterie Díky nano-velikosti "Tuning vidlicky"

Nekteré bakteriální infekce jsou tak závazné, ze pokud není správné antibiotikum podáno okamzite, existuje vysoká sance, ze pacient zemre. Bohuzel soucasnými metodami muze trvat dny, ne-li týdny, aby bylo mozné otestovat reakci bakterie na lécbu. Nyní vedci ve Svýcarsku vyvinuli test zalozený na nano-velikosti "tuning vidlic", který by mohl zkrátit tento cas na minuty, a tak zachránit zivoty.

V soucasnosti zjistuje, zda bakterie reagují na antibiotickou lécbu, musí klinici cekat a uvidí, co se stane, kdyz se pokusí rust v kulture. U nekterých druhu bakterií, jako je ten, který zpusobuje tuberkulózu (tuberkulózu), muze to trvat az mesíc.

Nano-velikosti "ladení vidlí", které výzkumníci v této nové studii vyvinuli jsou malé a velmi citlivé konzoly, tencí nez lidské vlasy, ze muze zvednout témer nepostrehnutelné vibrace na úrovni atomu vyzarované zivými bakteriemi.

Výzkumní pracovníci z Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) informují o tom, jak vyvinuli a demonstrovali technologii ve studii zverejnené online Prírodní nanotechnologie dne 30. cervna.

"Zde ukázeme, ze fluktuace vysoce citlivých mikroskopických konzolí pro atomovou sílu lze pouzít k detekci nízkých koncentrací bakterií, charakterizovat jejich metabolismus a kvantitativne sledovat (behem nekolika minut) jejich odpoved na antibiotika," písí.

Tuningové vidlice vyzdvihují bakteriální vibrace

Zivé bakterie jsou zaneprázdneny metabolickou aktivitou, coz je soubor zivotních chemických reakcí, které probíhají v zivých bunkách. Vedci navrhují, aby tato metabolická aktivita vysílala drobné vibrace, které detekuje jejich technologie.

Umístení bakterií na nanovláknové vidlicích nebo konzolách nano-velikostí zpusobuje jejich kmitání v reakci na bakteriální vibrace. Oscilace jsou velmi malé, rádu jedné milióniny milimetru.

Mericí zarízení © EPFL / Alain Herzog

Projektem laserového paprsku na konzolu a vyzdvizením toho, jak se svetlo odrází zpet, výzkumníci premenují oscilace na elektrické signály, které lze snadno císt.

Rychlý a presný zpusob, jak zjistit, zda funguje antibiotikum

Kdyz je elektrický signál plochá, znamená to, ze neexistují zádné zivé bakterie. Efektivní zpusob, jak rychle zjistit, zda lécba antibiotiky mela pozadovaný úcinek. To je zvláste uzitecné pro testování rezistentních kmenu.

Autor studie Giovanni Dietler, fyzik, který zkoumá vlastnosti zivých materiálu, ríká ve svém prohlásení:

"Tato metoda je rychlá a presná a muze být cenným nástrojem jak pro lékare, kterí hledají správnou dávku antibiotik, tak pro výzkumníky, kterí urcují, která lécba jsou nejúcinnejsí."

"Tuto metodiku jsme pouzili Escherichia coli a Staphylococcus aureus, coz ukazuje, ze zivé bakterie produkují vetsí kolísání konzolí nez bakterie vystavené antibiotikum, "písí autori.

Technologie se vejde do schránky

Výzkumníci miniaturizovali svou technologii tak, aby se vesel do prístroje s velikostí záchytné krabice, coz usnadnilo prenos klinického pouzití.

Dietler ríká, ze mohou jeste mensí:

"Spojením naseho nástroje s piezoelektrickým zarízením místo laseru bychom mohli dále zmensit jeho velikost na velikost mikrocipu," vysvetluje.

A také vidí, ze je mozné vyvinout verzi, která dokáze testovat sérii antibiotik na jednom kmeni za pouhých pár minut.

Nano-velikostní ladení vidlicky mohou pouzívat v lécbe rakoviny

Výzkumníci naznacují, ze jejich tuningové vidle na nano-velikosti mohou být také uzitecné pro testování reakce na chemoterapeutickou lécbu.

V soucasné dobe zkoumají zpusob, jak pomocí jejich tuningových vidlicek s nano-merítkem merit metabolismus nádorových bunek, které byly vystaveny chemoterapii.

Opet, stejne jako u bakteriálních infekcí, by obrovskou výhodou bylo videt behem nekolika minut místo týdnu, zda rakovina reagovala na lécbu.

Jiným zpusobem, jakým vedci vyuzívají nanotechnologie v medicíne, je zamerit se na terapii na úrovni bunek. Napríklad jedna skupina v MIT v USA vyvinula prístup, který by mohl být pouzit k vytvorení "nano-továren", které vyrábejí na bázi proteinu na nádorových místech boj proti rakovine.