Исследовательская группа KAIST разработала микрофлюидный чип для скрининга лекарств, который выявляет синергетическое взаимодействие между двумя антибиотиками за восемь часов. Этот чип может стать платформой для клеточного скрининга лекарств для изучения важнейших фармакологических моделей взаимодействия антибиотиков, а также потенциального применения для скрининга других агентов клеточного типа и руководства по клинической терапии.
Тестирование чувствительности к антибиотикам, которое определяет типы и дозы антибиотиков, которые могут эффективно ингибировать рост бактерий, стало более важным в последние годы с появлением устойчивых к антибиотикам штаммов патогенных бактерий.
Для преодоления устойчивых к антибиотикам бактерий значительное внимание уделяется комбинированной терапии с использованием двух или более видов антибиотиков. Однако основная проблема заключается в том, что эта терапия не всегда эффективна; иногда неблагоприятные пары антибиотиков могут ухудшать результаты, что приводит к подавлению противомикробного действия. Таким образом, комбинированное тестирование является важным предварительным процессом для поиска подходящих пар антибиотиков и диапазона их концентраций против неизвестных патогенов, но традиционные методы тестирования неудобны для разбавления концентрации и подготовки образцов, и для получения результатов требуется более 24 часов.
Чтобы сократить время и повысить эффективность комбинаторного тестирования, профессор Джесси Сунгюн Чон с факультета машиностроения в сотрудничестве с профессором Хён Юн Чунг с факультета биологических наук разработали высокопроизводительный чип для скрининга лекарств, который генерирует 121 парную концентрацию между двумя антибиотиками.
Команда использовала микрофлюидный чип с объемом образца в несколько десятков микролитров. Этот чип позволил автоматически сформировать 121 парную концентрацию двух антибиотиков всего за 35 минут.
Они загрузили смесь бактериальных образцов и агарозы в микроканал и ввели реагенты с антибиотиками или без них в окружающий микроканал. Диффузия молекул антибиотиков из канала с антибиотиками в канал без антибиотиков привела к образованию двух ортогональных градиентов концентрации двух антибиотиков на агарозном геле, улавливающем бактерии.
Команда наблюдала ингибирование роста бактерий ортогональными градиентами антибиотиков в течение шести часов с помощью микроскопа и подтвердила различные модели пар антибиотиков, классифицируя типы взаимодействия как синергетические или антагонические.
Профессор Чон сказал: «Осуществимость микрофлюидных чипов для скрининга лекарств многообещающая, и мы ожидаем, что наш микрофлюидный чип будет коммерциализирован и использован в ближайшем будущем».