Платформа на микрочипах выявляет пробелы в вакцинации и устойчивость к антибиотикам

от

Учёные из Института фотонных технологий имени Лейбница (Leibniz IPHT) разработали новую диагностическую платформу на основе микрочипов, которая может помочь устранить пробелы в вакцинации и быстро выявлять бактерии, устойчивые к антибиотикам.

Инновация для общественного здравоохранения

Инновация, созданная на исследовательском кампусе InfectoGnostics в Йене, направлена на ускорение двух критически важных областей общественного здравоохранения: мониторинг иммунитета после вакцинации и более эффективное выявление патогенов, устойчивых к лекарствам.

В исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Microbiology, учёные показывают, что их новый чип за несколько дней идентифицирует оптимальные пары антител для диагностики резистентности, вместо того чтобы тратить на это недели.

«Наша платформа сокращает поиск подходящих антител с нескольких недель до нескольких дней», — говорит Саша Д. Браун, первый автор исследования. «Это означает, что новые диагностические тесты можно разрабатывать гораздо быстрее — ключевое преимущество при борьбе с инфекциями, устойчивыми к антибиотикам, которые становятся всё сложнее лечить».

Исследование фокусируется на антителах

Исследование сосредоточено на антителах, которые нацелены на бактериальные ферменты, ответственные за нейтрализацию основных классов антибиотиков. Среди них карбапенемазы, которые делают почти все бета-лактамные антибиотики неэффективными, и MCR-1, который позволяет грамотрицательным бактериям, таким как Escherichia coli, сопротивляться колистину — одному из немногих оставшихся антибиотиков, когда другие не помогают.

В отличие от традиционных тестов ELISA, микрочипы йенской команды тестируют все антитела одновременно как в режиме «захвата», так и в режиме «обнаружения». Этот параллельный подход экономит время и исключает многочисленные ручные шаги. Из 49 протестированных антител около 20% дали сильные, воспроизводимые сигналы, подходящие для использования в экспресс-тестах, таких как тесты с боковым потоком.

Цель исследователей — обеспечить получение надёжных результатов теста в течение нескольких минут, сочетая высокую специфичность с высокой чувствительностью.

Модульная платформа для диагностики

Платформа берёт своё начало в 2022 году, когда исследователи продемонстрировали, что тот же микрочип может обнаруживать антитела против антигенов вакцины для таких заболеваний, как корь, столбняк и COVID-19. Визуализируя гуморальный иммунный ответ — формирование антител в крови — чип может показать, есть ли у человека достаточная защита после вакцинации.

Достаточно всего капли крови. Антигены патогенов, закреплённые на микрочипе, действуют как молекулярные «ловушки». Когда антитела связываются с этими мишенями, тест показывает, существует ли защитный иммунитет.

Необходимость в таких инструментах растёт: по данным ВОЗ и ЮНИСЕФ, в 2024 году в Европейском регионе ВОЗ было зарегистрировано более 127 000 случаев кори — это вдвое больше, чем в предыдущем году. Во многих странах уровень вакцинации снизился после пандемии COVID-19.

Новая платформа может помочь быстро и точно выявить пробелы в иммунитете, например, во время школьных медосмотров, консультаций по вакцинации или медицинских осмотров мигрантов с неопределёнными данными о вакцинации.

«Мы хотели создать гибкую платформу для тестирования, которая могла бы быстро реагировать на новые угрозы для здоровья — будь то новый патоген, пробелы в вакцинации или устойчивая инфекция», — сказал профессор Ральф Эрихтрихт, руководитель проекта в Leibniz-IPHT и Йенском университете.

Оба исследования являются частью проекта RESISTOVAC. Цель — разработать открытую, модульную многопараметрическую платформу, которая может быстро определять как статус вакцинации, так и профили бактериальной резистентности.

Партнёрами проекта являются INTER-ARRAY by fzmb GmbH, Senova GmbH и -4H-JENA engineering GmbH. INTER-ARRAY by fzmb внесла свой вклад в разработку антител и производство микрочипов, а Senova и -4H-JENA engineering предоставили экспертизу в области тестов с боковым потоком и системной интеграции. Leibniz-IPHT руководил разработкой анализа, от выбора целевых молекул и установления методов обнаружения до проверки результатов в практических условиях.

Благодаря модульной архитектуре платформу можно в любое время расширить новыми антителами или целевыми структурами — важное преимущество, поскольку инфекционные и устойчивые заболевания продолжают расти во всём мире. Технология также будет использоваться в предстоящем Центре фотоники Лейбница в области исследований инфекций (LPI) в Йене. Там учёные и промышленные партнёры будут работать вместе, чтобы внедрить инновации в области экспресс-диагностики из лабораторий в реальную медицинскую практику — в больницах, учреждениях первичной медико-санитарной помощи или мобильных пунктах тестирования.

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте