Ett diagnosesystem som utvecklats vid Technion-Israel Institute of Technology möjliggör snabb och exakt anpassning av antibiotikumet till patienten. Systemet möjliggör snabbare diagnostik, tidigare och effektivare behandling av infektiösa bakterier, och förbättrade patienters återhämtningstider. Resultaten publicerades i veckan i Förfaranden från National Academy of Sciences ( PNAS ).

Antibiotika är ett av de mest effektiva sätten att behandla bakteriella infektioner. Dock, den utbredda användningen av antibiotika påskyndar utvecklingen av bakteriestammar som är resistenta mot specifika antibiotika. Under 2014, infektioner med antimikrobiell resistens (AMR) krävde mer än 700 liv, 000 människor världen över, förutom en kumulativ utgift på 35 miljarder dollar om året bara i USA.

För patienter med hotande infektioner, akut behandling krävs för deras hälsa. Enligt fastställda uppskattningar, för varje timme som effektiv antibiotikabehandling försenas, överlevnadsfrekvensen sjunker med ~ 7,6 procent för patienter med septisk chock. Därför, för att inte lämna patienten utan adekvat skydd i väntan på resultaten, många läkare kommer att förskriva ett antibiotikum med ett brett spektrum av aktivitet i stora doser. Detta fenomen underlättar uppkomsten av AMR och påverkar också mikrobiota - populationen av "goda bakterier" som finns i människokroppen som skyddar den.

I detta sammanhang, vikten av teknik som kan förutbestämma resistensen hos en specifik bakterie mot specifika antibiotika är uppenbar. Det innovativa systemet som utvecklats vid Technion, kallade SNDA-AST, analyserar snabbt bakterier isolerade från patienter med infektioner och bedömer deras resistensnivå mot specifika antibiotika. Detta gör det möjligt för vårdteamet att välja det mest effektiva antibiotikumet en dag tidigare jämfört med när man använder traditionella metoder. Dessutom, forskarna visade förmågan att testa bakterier direkt från råa patienturinprov, därigenom hoppa över isoleringssteget, och kan spara två dagar för patienter med urinvägsinfektioner.

Studien leds av professor Shulamit Levenberg, Dekan vid Tekniska fakulteten för biomedicinsk teknik, och genomfördes av tre forskare i hennes labb:doktoranden Jonathan Avesar, postdoktorand Dekel Rosenfeld och doktorand Tom Ben-Arye. Studien genomfördes i samarbete med biträdande professor Moran Bercovici vid Tekniska fakulteten för maskinteknik och doktoranden Marianna Truman-Rosentsvit, i samarbete med Dr Yuval Geffen, chef för mikrobiologilaboratoriet på Rambam Health Care Campus. Det finansierades med ett KAMIN-bidrag från Innovation Authority och de israeliska centren för forskningsledande forskning (I-CORE).

Enligt Avesar, som kommer från USA, "Varje dag, tiotals till hundratals tester utförs på varje sjukhus i Israel för att kartlägga resistensnivåerna för infektiösa bakterier från prover från patienter. Problemet är att detta är ett mycket långt test, eftersom det är baserat på att skicka provet till labbet, odla en bakteriekultur i en petriskål och analysera kulturen. Denna process kräver relativt stor provtagning och tar vanligtvis några dagar, delvis eftersom arbetsdagen på laboratorier är begränsad till cirka åtta timmar. Vår metod, å andra sidan, ger exakta resultat på kort tid baserat på ett mycket mindre urval. Det är uppenbart att ett snabbare svar gör att vi kan börja behandlingen tidigare och förbättra återhämtningshastigheten. "

Enheten som utvecklats av Technion -forskarna är ett chip med hundratals nanoliterbrunnar inuti, var och en innehåller några bakterier och ett specifikt antibiotikum. Detektion av bakteriesvaret görs med hjälp av en fluorescerande markör, bildbehandlingsverktyg och statistisk analys av färgerna från bakterierna i alla nanoliterbrunnar.

I en studie där 12 kombinationer av bakterier och antibiotika testades i systemet, resultaten, som erhölls på kort tid, såsom angivits, var korrekta och möjliggjorde tidig och effektiv behandling av de infektiösa bakterierna. Avesar sa, "Användningen av den teknik som vi utvecklat minskar storleken på det erforderliga provet med flera storleksordningar, minskar skanningstiden med cirka 50 procent, minskar avsevärt det labutrymme som krävs för testning och minskar kostnaden per test. "