Komunikaty PR

Lekarze w przyszłości dobiorą antybiotyk najlepszy dla danego pacjenta

2018-08-29  |  13:00

Na UW powstaje system do detekcji genów, które uodparniają bakterie na antybiotyki. Naukowcy mają w planie udostępnienie systemu lekarzom, aby mogli oni możliwie szybko pozyskiwać informacje, które typy antybiotyków będą najbardziej skuteczne w leczeniu konkretnych przypadków, a których leków należy unikać.

Doktoranci z Zakładu Genetyki Bakterii na Wydziale Biologii Uniwersytetu Warszawskiego - Mikołaj Dziurzyński, Przemysław Decewicz i Adrian Górecki – opracowali system detekcji genów oporności na antybiotyki w próbkach środowiskowych oraz materiale klinicznym. Co to oznacza w praktyce? Zapewniający szybkie i wiarygodne wyniki a zarazem tani do wdrożenia system, który dostarczy lekarzom informacji, jaki lek antybakteryjny zastosować w danym przypadku u konkretnego pacjenta, bez ryzyka, że antybiotyk nie zadziała.

Co ciekawe, wynalazek umożliwia również sprawdzanie produktów spożywczych pod kątem obecności bakterii opornych na leki oraz monitorowanie rozprzestrzeniania się genów oporności w różnych środowiskach.

PCR w walce z odpornością bakterii na antybiotyki

Rewolucyjny pomysł doktorantów z UW wykorzystuje reakcję łańcuchową polimerazy, czyli PCR (Polymeraze Chain Reaction) – metodę prostą i powszechnie stosowaną w biologii molekularnej. W szybki sposób umożliwia ona sprawdzenie, czy w bakterii występuje dana sekwencja DNA. Wykrywanie poszczególnych genów, w tym tych które determinują oporności na antybiotyki, wymaga zaprojektowania odpowiedniego zestawu odczynników, tzw. starterów do PCR. „Stworzyliśmy oprogramowanie, dzięki któremu można błyskawicznie dobrać te odczynniki w taki sposób, by uzyskiwane informacje były wiarygodne. Eliminujemy wyniki fałszywie negatywne lub fałszywie pozytywne. Dzięki temu zyskujemy pewność, że trafiamy we właściwy gen” – mówi mgr Mikołaj Dziurzyński.

Wynalazek dostarcza wynik 10-krotnie szybciej w porównaniu do klasycznego antybiogramu. „Analiza PCR trwa ok. 2 godzin i może być wykonana na miejscu, w większości szpitali. Przy tym test genetyczny nie ogranicza się, tak jak klasyczny antybiogram, do hodowlanych szczepów bakterii, które stanowią szacunkowo zaledwie 1% wszystkich bakterii obecnych w próbce” – mówi mgr Przemysław Decewicz.

„Dzięki naszemu systemowi można precyzyjnie określić profil bakterii i zastosować już za pierwszym razem optymalną antybiotykoterapię. Miałoby to kluczowe zastosowanie w przypadku ciężko chorych osób, u których nie można stosować kolejnych leków, nie mając pewności, który z nich zadziała” – mówi Mikołaj Dziurzyński.

Obecnie na rynku nie ma alternatywnych do tego wynalazku rozwiązań, które dałyby lekarzom informację w tak krótkim czasie, bez zaangażowania naukowców czy specjalistycznych zewnętrznych firm. Istnieją firmy, które oferują kompleksowe usługi detekcji genów, ale bazują na metodach znacząco droższych. Przy tym do analizowania prezentowanych wyników wymagany jest wykwalifikowany personel. „Wynik uzyskiwany w naszym systemie będzie bardzo prosty do analizy i interpretacji, tak by z informacji zwrotnej mógł samodzielnie skorzystać lekarz. Szpital nie musi kupować dodatkowego sprzętu, wystarczy nasze oprogramowanie. Jedyne potrzebne umiejętności to obsługa znanej i powszechnie stosowanej metody – PCR” – mówi mgr Adrian Górecki.

Prezentowany w systemie wynik analizy da się przedstawić w prosty do interpretacji sposób. Na jego podstawie od razu wiadomo, jakie antybiotyki można w danym przypadku zastosować, a jakie nie zadziałają. Lekarze zwykle dobierają antybiotyk spośród kilkunastu leków. System można skonfigurować tak, by wynik od razu prezentował listę leków oznaczonych kolorami: te oznaczone na czerwono nie będą skuteczne, zielone – powinny prawidłowo zadziałać. Wybór będzie oczywiście uzależniony ostatecznie od innych parametrów pacjenta i rozpoznania jednostki chorobowej.

„Obecnie prowadzone prace przedwdrożeniowe mają pozwolić na ustalenie, czy odczynniki wskazywane przez oprogramowanie są wystarczająco specyficzne. Wcześniej przeprowadzono już badania in silico (analizy komputerowe) na próbkach środowiskowych, z oczyszczalni ścieków, a także na próbkach z całego świata, których sekwencje DNA zdeponowane są w dostępnych w Internecie bazach danych. Teraz prowadzone będą badania na próbkach od pacjentów pozyskanych w ramach rozwijającej się współpracy UW z Warszawskim Uniwersytetem Medycznym” – mówi Robert Dwiliński, dyrektor Uniwersyteckiego Ośrodka Transferu Technologii UW, który wspiera rozwój i komercjalizację tego projektu.

Walka z zakażeniami bakteryjnymi

Antybiotyki nadal ratują ludzkie życie, jednak wraz z nadmiernym, nieracjonalnym ich stosowaniem, coraz więcej bakterii nabywa geny odporności na dostępne leki. Wzrost oporności powiązany jest ze zbyt częstą antybiotykoterapią, ale również z wykorzystaniem antybiotyków w hodowli roślin i zwierząt. Część mikroorganizmów w naturalny sposób jest odporna na działanie konkretnego antybiotyku. Jednak pozostałe nabywają geny oporności od innych gatunków bakterii lub w efekcie mutacji.

Kiedy w latach 60-tych ubiegłego wieku antybiotyki masowo wchodziły na rynek, eliminowały praktycznie 100% zakażeń. Presja selekcyjna sprawiła, że bakterie zaczęły tworzyć systemy pozwalające omijać zabójcze działanie antybiotyków. W efekcie obecnie jesteśmy w erze post-antybiotykowej lub, jak mówią inni, wracamy do ery pre-antybiotykowej.

Niektóre szczepy bakteryjne mogą być odporne na wszystkie klasy antybiotyków. Takich wielolekoopornych bakterii nie można zwalczyć przy użyciu powszechnie stosowanych antybiotyków, co sprawia, że coraz więcej ludzi umiera na zakażenia bakteryjne.

Prognozy są przygnębiające. Jeśli nie rozwiążemy tego problemu, w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat liczba zgonów spowodowana zakażeniami bakteryjnymi może być liczona w milionach rocznie. Według opublikowanego w 2014 r. raportu przygotowany przez ekspertów z Review on Antimicrobial Resistance, komisji utworzonej przez brytyjski rząd, do 2050 r. w efekcie wzrostu oporności na antybiotyki na świecie może umierać każdego roku nawet 10 mln ludzi. Jeśli te prognozy się sprawdzą, śmiertelność spowodowana zakażeniami bakteryjnymi będzie wyższa od liczby zgonów spowodowanych nowotworami, cukrzycą i innymi chorobami. Aby oddać skalę problemu wystarczy przytoczyć fakt, że w ciągu roku w wypadkach drogowych ginie 1,2 mln ludzi.

Ochrona zdrowia i prewencja

W medycynie często decydujące znaczenie dla wyniku leczenia ma szybkość zastosowania odpowiedniego leku – zwłaszcza w najcięższych przypadkach. System pozwalający szybko zidentyfikować geny oporności na dane klasy antybiotyków, nie tylko może wspierać lekarza w podejmowaniu decyzji o wyborze leku, ale docelowo ratować ludziom życie. Obecnie podaje się chorym lek z danej kategorii i obserwuje efekty. Jeśli nie działa, podaje się kolejny. W przypadku niektórych pacjentów nie można sobie jednak pozwolić na długie oczekiwanie.

Poza medycyną, wynalazek opracowany na Wydziale Biologii UW pozwoli także na badanie rozprzestrzenienia antybiotykoodporności. Jego zastosowanie dałoby precyzyjny obraz sytuacji – to pierwszy krok na drodze do ograniczenia tempa wzrostu antybiotykooporności. Zjawisko to nie jest związane wyłącznie z antybiotykoterapią. W przypadku bakterii występuje zjawisko horyzontalnego transferu genów. Jeśli jeden gatunek bakterii nabywa oporność, może przekazać ją inny bakteriom. To prosty proces, który zachodzi bardzo szybko, zwłaszcza w oczyszczalniach ścieków.

„Jeśli ten proces nie będzie monitorowany, powrót do ery pre-antybiotykowej nastąpi jeszcze szybciej. Z oczyszczalni ścieków bakterie z genami oporności wracają bowiem do człowieka. Monitorowanie pozwoli znaleźć źródła kumulowania się szczepów opornych. Nasz system nie zminimalizuje negatywnych zjawisk, ale pozwoli je lepiej monitorować i analizować. To pierwszy etap, który umożliwi wdrożenie działań zapobiegawczych” – mówi Przemysław Decewicz.

Szczególnie istotną rolę odgrywa w tym kontekście branża spożywcza. Najwięcej bakterii ludzie przyjmują wraz z pożywieniem. Dlatego produkty spożywcze powinny być powszechnie badane pod kątem obecności bakterii opornych na antybiotyki. Spożywanie produktów zawierających takie bakterie może skutkować horyzontalnym transferem genów do innych bakterii w organizmie człowieka. „W przypadku branży spożywczej wyniki nie muszą być natychmiastowe. Być może, że ostatecznie komercjalizacja w tym przypadku będzie oznaczać stworzenie usługi świadczonej przez przyszłą spółkę spin-off założoną przy Uniwersytecie Warszawskim” – mówi Adrian Górecki.

Newseria nie ponosi odpowiedzialności za treści oraz inne materiały (np. infografiki, zdjęcia) przekazywane w „Biurze Prasowym”, których autorami są zarejestrowani użytkownicy tacy jak agencje PR, firmy czy instytucje państwowe.
Ostatnio dodane
komunikaty PR z wybranej przez Ciebie kategorii
Medycyna BRAK ZDJĘCIA
2020-07-08 | 11:00

Algorytmy AI mogą pomóc przewidzieć nasilenie się choroby COVID-19

GE Healthcare rozpoczęło współpracę z Narodowym Konsorcjum Inteligentnego Obrazowania Medycznego (NCIMI) w Wielkiej Brytanii prowadzonym przez Uniwersytet Oksfordzki. Celem partnerstwa jest opracowanie i przetestowanie
Medycyna Czy wiesz gdzie kryje się źródło energii Twoich komórek?
2020-06-30 | 01:00

Czy wiesz gdzie kryje się źródło energii Twoich komórek?

Choć mają mikroskopijne rozmiary, pełnią ogromną rolę w naszym organizmie. Mowa o mitochondriach. Jak ich praca wpływa na nasze zdrowie, samopoczucie oraz proces starzenia? Dlaczego i w
Medycyna Zapytaj stomatologa - Nie daj się próchnicy! Dowiedz się jak jej zapobiec.
2020-06-10 | 15:20

Zapytaj stomatologa - Nie daj się próchnicy! Dowiedz się jak jej zapobiec.

Cierpi na nią co trzecia osoba na świecie, czyli 2,3 miliarda ludzi. Próchnica to choroba powszechna, która nie oszczędza ani dzieci, ani dorosłych. Częściej występuje w

Więcej ważnych informacji

Jedynka Newserii

Jedynka Newserii

Internet

W czasie pandemii liczba ataków DDoS wzrosła o ponad 500 proc. Cyberprzestępcy wzięli na celownik zarówno wielkie korporacje, jak i małe firmy [DEPESZA]

Pandemia koronawirusa zwiększyła aktywność cyberprzestępców. Specjaliści ds. cyberbezpieczeństwa zanotowali nie tylko wzmożoną aktywność przestępców wymierzoną w użytkowników świadczących pracę zdalną, na celowniku znalazła się także infrastruktura sieciowa dużych i małych firm. Z analiz przeprowadzonych przez ekspertów Nexusguard Research wynika, że w pierwszym kwartale liczba ataków DDoS wzrosła o  278 proc. względem analogicznego okresu w roku ubiegłym i aż o 542 proc. w porównaniu do czwartego kwartału 2019 roku.

Robotyka i SI

Ekspert rynku: Polacy powinni skupić się na tworzeniu oprogramowania i aplikacji dla dronów, a nie samych maszyn

Drony sprawdzają infrastrukturę, badają place budowy, pomagają ratownikom, monitorują populacje dzikiej przyrody i analizują parkingi. Od szybkich dostaw w godzinach szczytu do skanowania nieosiągalnej bazy wojskowej – okazują się niezwykle przydatne w miejscach, do których człowiek nie może dotrzeć. Do tego potrzebują jednak coraz bardziej zaawansowanych technologii.  – Drony to nie lotnictwo, drony to Przemysł 4.0, informatyka. I w tym kierunku powinna pójść Polska – przekonuje Sławomir Kosieliński, prezes Fundacji Instytut Mikromakro.

Jak korzystać z materiałów Newserii?

Ważne informacje dla dziennikarzy i mediów

Wszystkie materiały publikowane w serwisach agencji informacyjnej Newseria przeznaczone są do bezpłatnej dystrybucji poprzez serwisy internetowe, stacje radiowe i telewizje, wydawców prasy oraz aplikacje pełniące funkcję agregatorów newsów. 

Szczegóły dotyczące warunków współpracy znajdują się tutaj.