Физики Балтийского федерального университета имени И. Канта предложили
способ быстрого распознавания устойчивых к антибиотикам единичных клеток
микобактерий – возбудителей туберкулеза. Новый метод позволяет
обнаружить бактерии и определить их устойчивость к антибиотикам, не
разрушая биологический материал. Результаты первого применения метода опубликованы в Data in Brief.
Туберкулез остается одной из главных причин смерти в мире: по данным
Всемирной организации здравоохранения, в 2017 году от него умерли более
1,5 млн человек. Каждый год число заболевших увеличивается на 10 млн.
Особую опасность представляет туберкулез, вызванный устойчивыми
(резистентными) к антибиотикам штаммами бактерии Mycobacterium
tuberculosis. Устойчивость ко многим препаратам приобрели, например,
штаммы семейства Beijing (от английского названия Пекина, где такие
бактерии были найдены впервые).
И для клинической практики, и для научных исследований болезни
необходимы методы быстрого распознавания устойчивых к лекарствам
бактерий. Исследователи из Балтийского федерального университета имени
И. Канта (БФУ) совместно с коллегами из Санкт-Петербургского НИИ
фтизиопульмонологии и Санкт-Петербургского государственного университета
предложили использовать для быстрого анализа бактериальных клеток метод
спектроскопии комбинационного рассеяния (рамановскую спектроскопию).
Этот метод позволяет определять состав и структуру изучаемого материала
по рассеянию образцом лазерного излучения с определенной длиной волны.
При этом спектроскопия – неинвазивный метод, то есть изучаемый материал
не подвергается никакому механическому воздействию и не разрушается.
Держатель с образцами штаммов микобактерий различной антибиотикочувствительности
Материал для исследования предоставил НИИ фтизиопульмонологии. Авторы
использовали штаммы бактерий, выделенные из мокроты в легких больных
туберкулезом и из образцов взятой при хирургических операциях костной
ткани. Перед применением спектроскопии комбинационного рассеяния
лекарственную устойчивость бактерий определили стандартными
биолого-химическими методами.
Чтобы получить информацию о структуре клеток разных штаммов, при
спектроскопии исследователи направляли лазерный луч на отдельные
бактерии. Клетки разных штаммов по-разному рассеивают свет, поскольку
устойчивость к антибиотикам возникает в том числе за счет изменений в
составе компонентов клеточной стенки бактерии. Спектроскопия помогла
обнаружить различия в клеточной стенке устойчивых и чувствительных к
лекарственным препаратам бактерий.
В опубликованные авторами материалы включены снимки бактериальных
культур штаммов с разной устойчивостью к антибиотикам и характерные для
них рамановские спектры. Данные по бактериям из легких и костной ткани
приведены отдельно.
«Опубликованные нами данные содержат спектральную информацию о
характерных для разных штаммов Mycobacterium tuberculosis спектрах, –
говорит старший научный сотрудник НОЦ «Фундаментальная и прикладная
фотоника. Нанофотоника» БФУ им. И. Канта Андрей Зюбин. –
Результаты эксперимента показывают, что рамановская спектроскопия вполне
может быть полезным инструментом в определении степени лекарственной
устойчивости возбудителя туберкулеза».
Авторы работы выражают глубокую признательность и благодарность
руководителю Центра "Оптические и лазерные методы исследования
вещества" СПбГУ А.В. Курочкину, а также его сотрудникам Д.Ю. Панькину и
Е.В. Борисову за содействие и неоценимую помощь в проведении
исследований.
Источник: Официальный сайт БФУ им. И. Канта