La prueba determina la resistencia a los antibióticos en menos de 90 minutos
El investigador postdoctoral Abdelrhman Mohamed y la estudiante graduada Gretchen Tibbitts utilizaron una sonda eléctrica para medir las señales electroquímicas bacterianas e identificar la resistencia a los antibióticos en menos de 90 minutos. Crédito: WSU
Una técnica que mide la actividad metabólica de las bacterias con una sonda eléctrica puede identificar la resistencia a los antibióticos en menos de 90 minutos, una mejora espectacular con respecto a los uno o dos días que requieren las técnicas actuales.
Este descubrimiento significa que los médicos podrían saber rápidamente qué antibióticos funcionarán o no para la infección potencialmente mortal de un paciente, un dilema al que se enfrentan los médicos a diario en los hospitales de todo el mundo. Un equipo de investigación de la Universidad Estatal de Washington informa sobre su trabajo en la revista Biosensors and Bioelectronics.
«La idea aquí es brindarles a los médicos resultados mucho más rápido para que puedan tomar decisiones clínicamente apropiadas dentro de ese período de tiempo que están trabajando, en lugar de tener que esperar», dijo Douglas Call, profesor de Regentes en la Escuela de Salud Global Paul G. Allen y coautor del artículo. «En lugar de buscar el crecimiento de un cultivo, buscamos el metabolismo, y eso es básicamente lo que estamos detectando mediante el movimiento de estos electrones, por lo que puede ocurrir en períodos de tiempo mucho más cortos en comparación con un ensayo convencional basado en cultivos». /p>
La prevalencia de la resistencia a los antibióticos está aumentando en todo el mundo y amenaza la capacidad de tratar muchas enfermedades infecciosas comunes. Por ejemplo, millones de personas en los EE. UU. se infectan anualmente con patógenos resistentes a los medicamentos y miles de personas mueren de neumonía o infecciones del torrente sanguíneo que se vuelven imposibles de tratar.
Para determinar definitivamente si una infección en particular es resistente a los antibióticos requiere separar y luego cultivar las bacterias en un laboratorio y observar cómo crece la población en un proceso que puede llevar hasta dos días o más. Los médicos que se enfrentan a un paciente enfermo a menudo tienen que prescribir un antibiótico de inmediato sin tener información completa sobre qué tan bien funcionará.
En su artículo, el equipo de WSU usó una sonda para medir directamente la señal electroquímica de la bacteria, midiendo así su metabolismo y respiración y aprendiendo cómo les está yendo mucho antes de que sean visibles en cultivo. Al observar ocho cepas diferentes de bacterias, los investigadores pudieron usar la señal eléctrica de las bacterias para determinar en menos de 90 minutos cuáles eran susceptibles o resistentes a los antibióticos.
Las bacterias que siguen metabolizando y «respirando» después del tratamiento con antibióticos se consideran resistentes.
Los intentos anteriores de medir la actividad electroquímica de las bacterias habían sido limitados porque la mayoría de las especies bacterianas no son capaces de transferir electrones directamente a un electrodo, dijo Abdelrhman Mohamed, investigador postdoctoral en la Escuela de Química Gene and Linda Voiland. Ingeniería y Bioingeniería, quien fue el autor principal del artículo. Los investigadores agregaron un mediador químico a su ensayo, que actuó como un transbordador, tomando los electrones de las proteínas de la superficie de las bacterias y moviéndolos al electrodo de los investigadores, donde se puede medir la señal eléctrica.
«Eso nos permite tener un mecanismo universal que puede probar todo tipo de patógenos», dijo Mohamed.
Los investigadores probaron cuatro especies bacterianas diferentes que causan infecciones nosocomiales y probaron una variedad de antibióticos que funcionan a través de diferentes mecanismos. También desarrollaron un índice de susceptibilidad a los antibióticos para categorizar los resultados de una manera que pudiera ayudar a los médicos a decidir qué antibiótico usar.
Los investigadores ahora planean diseñar su sonda para que sea conveniente y estandarizada para que los médicos la usen y esperan comercializarla.
«Es realmente emocionante estar involucrado en un proyecto que no solo es valioso desde un punto de vista científico, sino que tiene aplicaciones comerciales e industriales que podrían algún día mejorar la vida de las personas», dijo Gretchen Tibbits, una autor principal del artículo y estudiante de posgrado en la Voiland School.
También están trabajando para comprender mejor los mecanismos fundamentales del proceso electroquímico para mejorarlo aún más.
«Lo estamos haciendo en dos horas, pero si comprendemos mejor los mecanismos, tal vez podamos hacerlo en minutos», dijo Haluk Beyenal, coautor del artículo y profesor de la Voiland School. «Mientras las bacterias estén vivas, podemos hacer esta medición».
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La medición de la corriente eléctrica en el suelo podría proporcionar respuestas sobre la salud del suelo Más información: Gretchen Tibbits et al, Diferenciación rápida de bacterias sensibles y resistentes a los antibióticos a través de la transferencia de electrones extracelular mediada , Biosensores y Bioelectrónica (2021). DOI: 10.1016/j.bios.2021.113754 Información de la revista: Biosensors and Bioelectronics
Proporcionado por la Universidad Estatal de Washington Cita: La prueba determina la resistencia a los antibióticos en menos de 90 minutos ( 2021, 3 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-antibiotic-resistance-minutes.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.