Las pruebas de resistencia a los antibióticos ya no se ven obstaculizadas por el tiempo
Los investigadores han desarrollado un método novedoso para las pruebas de resistencia a los antibióticos que podría transformar el cribado microbiano en los laboratorios clínicos y de investigación
Se necesita mucho tiempo para determinar el perfil de susceptibilidad a los medicamentos de una infección bacteriana. Ahora, investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Nara y socios colaboradores han publicado informes sobre una tecnología que acelerará drásticamente este proceso, que de otro modo sería lento, y posiblemente ayudará a salvar vidas.
Esquema del sistema de impedancia inteligente, que consiste en una citometría de impedancia paralela y un sistema de detección basado en el aprendizaje automático. En el caso de la detección de bacterias individuales, las células bacterianas no tratadas se midieron en un canal como referencia, y las células tratadas con antibióticos se midieron en otro canal como partículas objetivo. El amplificador lock-in fabricado en el laboratorio midió la impedancia de las células individuales en ambos canales y envió todas las señales al ordenador, donde un sistema inteligente analizó las señales en tiempo real. El sistema inteligente fue capaz de mostrar las formas de onda de la impedancia, extraer las magnitudes y fases de la impedancia, reconocer las células susceptibles en tiempo real y mostrar el resultado directamente.
Yaxiaer Yalikun
Los CDC estadounidenses afirman que las infecciones resistentes a los antibióticos son responsables de la muerte de más de un millón de personas al año en todo el mundo. Para gestionar las infecciones resistentes es fundamental identificar rápidamente un tratamiento adecuado al que las bacterias infecciosas sean susceptibles. "A menudo se necesitan resultados de susceptibilidad mucho más rápido de lo que pueden ofrecer las pruebas convencionales", afirma Yaxiaer Yalikun, autor principal. "Para solucionar esto, hemos desarrollado una tecnología que puede satisfacer esta necesidad".
El trabajo del grupo se basa en la citometría de impedancia, que mide las propiedades dieléctricas de las células individuales con un alto rendimiento: más de mil células por minuto. Como la lectura eléctrica de una bacteria se corresponde con su respuesta física a un antibiótico, se dispone de un medio directo para determinar si el antibiótico funciona contra la bacteria. La citometría de impedancia convencional implica el análisis de las partículas de prueba (tratadas con antibióticos) y de referencia (no tratadas) en una muestra, seguido de la calibración de la impedancia de las dos partículas; ambos pasos requieren que los especialistas técnicos lleven a cabo un extenso posprocesamiento, lo que constituía una importante limitación que el grupo estaba decidido a superar.
En un estudio publicado en ACS Sensors, el grupo desarrolla un novedoso método de citometría de impedancia que analiza simultáneamente las partículas de prueba y de referencia en canales separados, creando conjuntos de datos separados fácilmente analizables. Esta citometría tiene una sensibilidad a nanoescala, lo que permite detectar incluso cambios físicos diminutos en las células bacterianas. En un estudio paralelo publicado en Sensors and Actuators B, el grupo diseñó una herramienta de aprendizaje automático para analizar los datos de la citometría de impedancia. Dado que el nuevo método de citometría divide los conjuntos de datos de prueba y de referencia, la herramienta de aprendizaje automático podría etiquetar el conjunto de datos de referencia como el conjunto de datos de "aprendizaje" y utilizarlo para aprender las características de una bacteria no tratada. Mediante la comparación en tiempo real con las células tratadas con antibióticos, la herramienta puede identificar si las bacterias son susceptibles al fármaco e incluso puede identificar qué proporción de células bacterianas son resistentes en una población de resistencia mixta. "Aunque en nuestro trabajo se produjo un error de identificación inferior al 10%, hubo una clara discriminación entre las células susceptibles y las resistentes a las dos horas del tratamiento con antibióticos", explica Yoichiroh Hosokawa, otro autor principal del grupo.
Este trabajo no se limita a las evaluaciones rápidas de infecciones en entornos clínicos. Por ejemplo, los investigadores que se dedican al descubrimiento de fármacos podrían utilizarlo para llevar a cabo rápidas investigaciones iniciales sobre la eficacia de los medicamentos contra cualquier célula, siempre que la respuesta celular dé lugar a un cambio en las propiedades dieléctricas. La citometría de impedancia podría convertirse en un elemento básico de los laboratorios clínicos y de investigación en los próximos años.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
