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Nuevo, fácil-a-adapte el procedimiento analítico puede determinar rápidamente bacterias en hospitales

Pronto en virtualmente cada hospital será posible determinar la especie bacteriana responsable de una infección que se convierte en un paciente en una cuestión apenas de algunos minutos. Un nuevo, fácil-a-se adapta y el procedimiento analítico barato ha sido desarrollado por los investigadores del instituto de la química física de la academia de ciencias polaca en Varsovia. El papel principal es desempeñado por los bioconjugates innovadores - luminiscentes, micropartículas magnéticas recubiertas con los bacteriófagos apropiadamente seleccionados.

Cuando admiten a un paciente al hospital con la infección bacteriana avanzada, tal como sepsia, tiempo llega a ser crucial. Cuanto más pronto es posible determinar la especie del intruso que devasta la carrocería, mayor es la ocasión del tratamiento acertado. Mientras tanto, los métodos analíticos de uso general todavía requieren la multiplicación de las bacterias (que tarda a menudo varios días) o equipo especializado disponible en solamente algunos laboratorios. La identificación de las bacterias se puede, sin embargo, realizar en casi cualquier laboratorio del análisis del hospital y el tiempo de espera para el resultado reducido a los minutos, según investigadores del instituto de la química física de la academia de ciencias polaca (PAS de IPC) en Varsovia en las paginaciones de la química respetada de Bioconjugate del gorrón científico.

Antes de comenzar el trabajo sobre la nueva técnica analítica, los investigadores del PAS de IPC asumieron que debe permitir una identificación importante más rápida de bacterias que métodos existentes y ser fácil introducir en un gran número de laboratorios del hospital, pero sin ningún sacrificio de la exactitud de la medición. Un requisito adicional era que el análisis debe ser barato.

“Más rápidamente, mejor, más barato - manejamos lograr todos estos objetivos. Esto se puede ver por cualquier parte interesada como, en la percatación completa, abandonamos la protección de la patente,” dice al Dr. enero Paczesny (PAS de IPC), que llevó el proyecto de investigación financiado por una concesión del centro nacional polaco de la ciencia.

El dispositivo de detección en la nueva técnica para determinar bacterias es un cytometer del flujo. A pesar del nombre aparentemente formidable es muy un pedazo de equipo simple y relativamente barato, disponible en muchos hospitales, en donde se utiliza común en análisis de sangre. En el cytometer la muestra se pasa a través de una boquilla de la cual la corriente que fluye sea tan estrecha que todo las partículas más grandes en la solución, determinado células, tienen que fluir uno por uno. La corriente es encendida por los laseres y rodeada por los detectores que registran la luz reflejada de partículas individuales, dispersa a los lados y emitida por ellos.

El mayor problema era desarrollar un método para etiqueta las bacterias para ser fácil interceptarlas en la muestra de la prueba y determinarlas con gran certeza con el socorro del cytometer. Para hacer esto, los investigadores decidían construir los bioconjugates especiales, es decir complejos formados por la combinación de micropartículas con las biomoléculas. El elemento biológico era un bacteriófago, que es un virus que infecta una especie determinada de bacterias (los experimentadores del PAS de IPC utilizaron el bacteriófago T4, las bacterias de Escherichia Coli que atacaban). Los bacteriófagos fueron acoplados con las micropartículas capaces de emitir la luz que se podría registrar fácilmente en el cytometer y la exhibición de propiedades magnéticas. Este último era esencial, porque permitió separar los bioconjugates de otras partículas en la muestra con un imán simple.

“Comenzamos explorando para las micropartículas baratas, disponibles en el comercio que cumplieron nuestros requisitos. ¡Resultó que las partículas apropiadas estaban ya disponibles en el mercado - y exactamente los que buscábamos! Su superficie fue revestida con apenas esos grupos funcionales químicos que necesitamos poner virtualmente cualquier tipo de bacteriófago en ellos,” explica al estudiante Marta Janczuk-Richter del doctorado del grupo de profesor Juana Niedziolka-Jonsson.

Los investigadores combinaron las microesferas compradas con los bacteriófagos usando una composición del grupo del carbodiimide conocido como EDC (esta substancia es utilizada por muchos químicos para atar juntas diversas partículas). Las imágenes obtenidas con microscopia confocal confirmaron que en los nuevos bacteriófagos de los bioconjugates generalmente dos o tres se adhirió a cada micropartícula. Por lo tanto, los primeros bioconjugates del mundo con funciones triples fueron obtenidos: atando solamente a una especie de bacterias, responsiva al campo magnético y capaz de brillar intensamente (fluorescente).

El procedimiento para determinar bacterias usando tales bioconjugates construidos es simple. La muestra - puede ser un líquido fisiológico obtenido del paciente, o un producto alimenticio, e.g jugo de zanahoria - se diluye y después una pequeña cantidad de bioconjugates previamente preparados se agrega a la solución. Después de esto, toma un corto mientras que para que los bioconjugates sujeten a las bacterias. Después, un imán se aplica al tubo de ensayo con el líquido y todos los bioconjugates se atraen, incluyendo ésos con las bacterias sujetadas. Después de verter el resto de la muestra y de la redilución del precipitado separado, la solución se pasa con el cytometer.

La “medición en el cytometer tarda típicamente alrededor de un minuto. El resultado es un gráfico en el cual vemos cómo todos los bioconjugates dispersan la luz de incidente y emiten la fluorescencia. ¿Puesto que conocemos la señal que debemos obtener de bioconjugates puros, es decir ésos sin las bacterias, podemos determinar fácilmente si la muestra contiene las bacterias estamos buscando, y si es así en qué concentración,” dice al estudiante del doctorado? ukasz Richter del grupo de profesor Roberto Holyst.

Las pruebas en el PAS de IPC han mostrado que generalmente fijación de varios bioconjugates a cada las bacterias. Teóricamente, sería así posible descubrir incluso una única bacteria. , Sin embargo, ciertas limitaciones se presentan en la práctica de las propiedades de las micropartículas y de las características del aparato para medir. Los bioconjugates puros pueden de hecho agrupar juntos en atados más grandes, que generan una señal similar en el cytometer como únicos bioconjugates con las bacterias sujetadas.

Bioconjugates con un tipo de bacteriófagos descubre solamente una especie de bacterias. Sin embargo, debido a la facilidad de la preparación de bioconjugates, de laboratorios interesados del hospital podrían, en sus los propio y sin ningunos problemas graves, preparar docena o aún varios docena tipos de los bioconjugates potencialmente útiles, cada uno de ellos con los bacteriófagos que infectaban diversas especies de bacterias. En el caso de la sepsia, por la cual es causado en la mayoría de los casos solamente sobre docena especies de bacterias, la realización de la identificación entonces requeriría el funcionamiento simultáneo a lo más de docena pruebas. El procedimiento entero no debe tomar a un técnico de laboratorio eficiente más que una hora.