Срочные новости раздела
Устойчивых к антибиотикам возбудителей гонореи станут выявлять при помощи нового микрочипа

Устойчивых к антибиотикам возбудителей гонореи станут выявлять при помощи нового микрочипа

Московские ученые создали и проверили на практике микрочип для выявления штаммов бактерии Neisseria gonorrhoeae, устойчивых к антибиотикам. Система обнаруживает 74 мутации в ключевых генах бактерии и помогает выяснить, какие лекарства можно использовать для лечения гонореи, а какие уже неэффективны. Разработка позволит контролировать устойчивость возбудителя к назначаемым препаратам, а также подбирать терапию для каждого конкретного случая.

Neisseria gonorrhoeae© WikiDoc

Только в прошлом году гонорею диагностировали примерно у 82 миллионов жителей планеты. Хотя больше всего случаев заражения отмечено на африканском континенте, плохие новости приходят, в основном, из развитых стран. Врачи заявляют о неэффективности проводимого антибактериального лечения, поскольку возбудитель болезни Neisseria gonorrhoeae чрезвычайно быстро приобретает устойчивость к лекарственным препаратам. В 2018 году в Великобритании и вовсе обнаружили штамм, устойчивый к основным антибиотикам, применяемым в терапии этой инфекции, — цефтриаксону и азитромицину. И этот случай не единичный.

«Наш проект посвящен исследованию инфекций репродуктивного тракта человека, включая изучение молекулярных механизмов, приводящих к лекарственной устойчивости N. gonorrhoeae, и способов выявления таких форм бактерий. Определение генотипа возбудителя очень важно для контроля за резистентными к лекарствам гонококками, а также помогает быстро подобрать терапию для конкретного пациента и таким образом снизить вероятность осложнений. Обычно применяемые методы секвенирования генома всё еще довольно дороги и сложны, а потому необходимо разрабатывать более доступные подходы», — рассказывает руководитель проекта по гранту РНФ Борис Шаскольский, кандидат химических наук, старший научный сотрудник Института молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта РАН.

Биологические микрочипы (биочипы) являются аналитическим инструментом, с помощью которого можно одновременно в одном образце анализировать множество параметров, например, присутствие различных мутаций у бактерий, от которых зависит возможность лечения определенным лекарственным препаратом. В ИМБ РАН разработана технология биочипов на основе трехмерных гидрогелей. Устройство представляет собой пластиковую подложку размером с микроскопное предметное стекло, на которой расположен массив ячеек — микрокапель гидрогеля. Объем каждой из них составляет всего 0,1 нанолитра, а их количество может доходить до нескольких тысяч. Внутри капель помещают молекулярные зонды — короткие цепочки ДНК, комплементарные основным измененным участкам генов бактерий.

«Оригинальная технология изготовления была создана в ИМБ РАН. Трехмерная структура ячейки микрочипа помогает увеличить количество помещаемых зондов в 1000 и более раз, а потому усилить сигнал, даже если определяемых последовательностей в образце окажется мало. Более того, такая структура гидрогеля обеспечивает гораздо большую специфичность взаимодействия между зондом и анализируемым фрагментом ДНК бактерий. Это помогает детектировать клинически значимые маркеры с очень высокой специфичностью, выдавая результат в формате «да — нет»», — объясняет Дмитрий Грядунов, доктор биологических наук, заведующий лабораторией технологий молекулярной диагностики ИМБ РАН.

На основе технологии трехмерных биочипов сотрудники Центра высокоточного редактирования и генетических технологий для биомедицины ИМБ РАН и Государственного научного центра дерматовенерологии и косметологии Минздрава России (Москва) разработали аналитическую систему для выявлений мутаций, связанных с возникновением лекарственной устойчивости у гонококков. Биочип содержал 180 микрокапель с молекулярными зондами. Панель выявляемых мутаций включала в себя 74 участка генома N. gonorrhoeae, которые могут объяснить устойчивость к основным группам антибиотиков.

Перед анализом на микрочипе исследователи проводят амплификацию («размножение») соответствующих последовательностей ДНК из образца от пациента в присутствии флуоресцентных меток. Далее раствор помещается в реакционную камеру биочипа, где происходит связывание меченных молекул с зондами в каплях. После отмывки от непрореагировавших молекул по флуоресцентному сигналу от определенной ячейки можно понять, какой именно мутацией обладает штамм N. gonorrhoeae.

Чтобы оценить, насколько хорошо работает микрочип, авторы испытали его на образцах с гонококками от 648 пациентов, собранных в различных регионах РФ за последние пять лет. Результаты анализа на биочипах совпали с теми, что получили обычно используемым секвенированием по Сэнгеру.

«Наша система позволила проанализировать устойчивость гонококков ко всем назначаемым антибиотикам, в том числе и тем, чье использование ограничено из-за появившейся резистентности. Так, в России наблюдается устойчивость бактерии к пенициллину, тетрациклину и ципрофлоксацину, а потому их нельзя применять для лечения гонореи. Вместе с тем всё еще эффективны цефтриаксон и азитромицин», — подводит итог Борис Шаскольский.

Результаты исследования, выполненного при поддержке гранта Российского научного фонда, опубликованы на страницах журнала Polymers

Источник: polit.ru

Источник: sci-dig.ru

Последние записи - Наука

самые читаемые новости

#Наука

На протяжении десятилетий палеонтологи спорили, были ли динозавры теплокровными, как современные млекопитающие и птицы, или хладнокровными, как современные рептилии. Знание этого позволило бы понять,
подробнее...

Биологи Московского университета выяснили, что активные формы кислорода контролируют прорастание пыльцы и оплодотворение цветковых растений. Такие молекулы крайне охотно окисляют различные
подробнее...

Ученые из Института динамики геосфер РАН и МФТИ разработали методику определения участков разломов, где формируются разрушительные землетрясения.                                             Поднятый
подробнее...

Ученые эксперимента ALICE на Большом Адроном Коллайдере произвели первые в истории науки прямые наблюдения за так называемым эффектом «конуса смерти», который представляет собой проявление теории
подробнее...

Исследовательская группа под руководством ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) описала возможный биологический механизм, связывающий два заболевания, при котором рак молочной
подробнее...

Американские ученые выяснили, как небольшие генетические изменения позволили электрическим рыбам развить электрические органы. Открытие может помочь исследователям определить генетические мутации,
подробнее...

Работа примерно половины антибиотиков основана на том, что они подавляют активность рибосом, синтезирующих необходимые для жизни клетки белки. Однако рибосомы у грибков и человека очень похожи,
подробнее...

Коллаборация исследователей при участии специалистов Международной лаборатории биоинформатики НИУ ВШЭ представила новый способ борьбы с трудноизлечимой меланомой. Ученые обнаружили, что одна из форм
подробнее...

Немецкие физики применили технику времяпролетной визуализации к вырожденному атомному ферми-газу в оптической ловушке для исследования механизма образования атомами куперовских пар. Спаривание
подробнее...

Исследователи из Бостонского колледжа (США) обнаружили новую частицу — так называемую аксиальную моду Хиггса. Материалы, содержащие эту частицу, могут служить квантовыми датчиками для оценки других
подробнее...

Палеонтологи изучили покровы хорошо сохранившегося экземпляра пситтакозавра и обнаружили у него пупочный рубец (фактически пупок), как у некоторых крокодилов и ящериц. Это первая находка пупка среди
подробнее...

Физики превратили пару кристаллов времени в искусственный кубит с эффектом обратной связи и исследовали его динамику. Сами кристаллы представляли собой магнонные конденсаты, сформированные в жидком
подробнее...

Команда ученых из ВШЭ, Сколтеха, МПГУ, МИСИС создала нанофотонный микрофлюидный сенсор, потенциально применимый для диагностики, сопровождения и оценки эффективности лечения онкологических
подробнее...

Биоинформатики ИТМО разработали сервис для анализа клеточного метаболизма — биохимических реакций, отвечающих за жизнедеятельность клеток, — Shiny GATOM. В отличие от аналогов предложенный инструмент
подробнее...

Сингапурские физики сообщили о первом успешном пленении нейтральных атомов индия в магнитооптической ловушке. Для этого они использовали их лазерное охлаждение с метастабильного состояния. В
подробнее...

Коллаборация MicroBooNE подвела итоги нескольких лет работы по проверке гипотезы о том, что причиной аномального сигнала детектора MiniBooNe стал избыток электронных нейтрино. Три разные группы
подробнее...

Ученые Института математических проблем биологии РАН (Пущино) провели компьютерное исследование структурных и физических свойств самоорганизующихся пептидных нанотрубок на основе дипептида
подробнее...

Научная группа из Сколтеха и Сеченовского университета напечатала на 3D-принтере образцы из пористого сплава железа и кремния — создатели считают этот материал перспективным для дизайна костных
подробнее...