Narzędzie do wykrywania infekcji dróg moczowych i lekooporności: szybkie i dokładne rozwiązanie firmy Bioteke

Zakażenie dróg moczowych (UTI) i zestaw do wykrywania genów oporności na leki

- Szybkie i dokładne rozwiązanie diagnostyczne

Tło

• Zakażenie dróg moczowych (UTI) jest chorobą powszechną i bardzo rozpowszechnioną na całym świecie, a jej częstość występowania zajmuje drugie miejsce wśród chorób zakaźnych po chorobach dróg oddechowych.

• Według statystyk zagranicznych zapadalność na ZUM wynosi 2-5% i jest to choroba zakaźna o dużej zapadalności i śmiertelności, poważnie zagrażająca zdrowiu i bezpieczeństwu życia człowieka.

• Według odpowiednich statystyk Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) na całym świecie na ZUM choruje co roku od 130 do 175 milionów ludzi, a UTI stało się drugą co do wielkości chorobą zakaźną po infekcji dróg oddechowych. Szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych co roku 13,3% (12,8 miliona) kobiet i 2,3% (2 miliony) mężczyzn zostaje zakażonych ZUM, co powoduje, że amerykański system opieki zdrowotnej wydaje co roku około 3,5 miliarda dolarów.

• Jednakże w ciągu ostatnich 10 lat, wraz z szerokim zastosowaniem leków przeciwdrobnoustrojowych o szerokim spektrum działania w zastosowaniach klinicznych i hodowli zwierząt, spektrum oporności patogenów uległo przesunięciu, a problem lekooporności stał się coraz poważniejszy. Empiryczne stosowanie antybiotyków w leczeniu klinicznym może opóźnić najlepszy czas leczenia i prowadzić do nadużywania antybiotyków. Dlatego diagnostyka patogenów i przewidywanie lekooporności są bardzo ważne w ustalaniu zasad leczenia farmakologicznego pacjentów z infekcjami dróg moczowych.

• W normalnych warunkach mocz jest sterylny, ale nie oznacza to, że wszystkie bakterie w moczu są bakteriami chorobotwórczymi. Dopiero gdy bakterie wykryte w moczu mogą rosnąć i namnażać się w drogach moczowych, powodując infekcję, można je rozpoznać jako bakterie chorobotwórcze infekcji dróg moczowych. Patogeny dróg moczowych są inwazyjne i mogą atakować i kolonizować nabłonek dróg moczowych oraz namnażać się w moczu. Ponad 95% patogenów infekcji dróg moczowych to pojedyncze gatunki bakterii. Istnieje również niewielka liczba powikłanych infekcji dróg moczowych wywołanych wieloma patogenami.

• Obecnie złotym standardem w diagnostyce patogenów zakażenia dróg moczowych jest izolacja bakterii z moczu, posiew, identyfikacja i analiza wrażliwości na leki. Jednakże metoda hodowli ma długi cykl, zwykle 5-7 dni, charakteryzuje się niskim odsetkiem wyników dodatnich i ograniczonym zakresem stosowania (niektóre patogeny są trudne do hodowli in vitro). Ze względu na długi czas od wystąpienia choroby do zgłoszenia łatwo jest przeoczyć najlepszy okres leczenia w ostrej fazie. W ostatnich latach na całym świecie w diagnostyce patogenów wywołujących zakażenie dróg moczowych coraz częściej stosuje się badanie kwasów nukleinowych. Celem badania kwasu nukleinowego jest materiał genetyczny patogenu. Dzięki selektywnej amplifikacji sekwencji docelowej można osiągnąć bardzo wysoką czułość i swoistość wykrywania. Ponieważ badanie kwasów nukleinowych nie wymaga izolacji i hodowli bakterii, umożliwia szybkie i czułe wykrycie patogenów we wczesnych stadiach choroby.

  
  

Projekt wykrywania UTI i DR firmy Bioteke

• Celem tego projektu jest opracowanie zestawu do wykrywania kwasów nukleinowych patogenów powodujących zakażenie dróg moczowych i genów lekoopornych w oparciu o innowacyjną platformę szybkiego wykrywania kwasów nukleinowych i opatentowaną technologię liofilizacji fluorescencyjnej PCR, aby ułatwić leczenie kliniczne we wczesnych stadiach choroby.

• Zakażenie dróg moczowych Bioteke (UTI) i panel DR (metoda fluorescencyjna PCR) służy do jakościowego wykrywania in vitro 19 kwasów nukleinowych powszechnych patogenów i 12 powszechnych genów lekooporności w próbkach moczu.

• Zakażenie dróg moczowych Bioteke (UTI) i panel DR (metoda fluorescencyjna PCR) projektuje specyficzne startery i sondy dla różnych patogenów i genów lekooporności oraz wykorzystuje reakcję łańcuchową polimerazy (qPCR) i technologię wielu sond fluorescencyjnych do amplifikacji i wykrywania określonych sekwencji kwasów nukleinowych patogenów i genów lekooporności. Dodanie jadalnych drożdży jako standardu wewnętrznego (IC) umożliwia monitorowanie procesu ekstrakcji kwasów nukleinowych i wykrywania patogenów w moczu, aby skutecznie uniknąć wyników fałszywie ujemnych. Aby uniknąć zanieczyszczenia produktu amplifikacji aerozolem, do systemu amplifikacji dodaje się układ enzym UDG/dUTP, aby skutecznie rozłożyć produkt amplifikacji i uniknąć fałszywie dodatnich wyników.

• Ten zestaw to w pełni wstępnie zmieszany system liofilizowany. Enzym Taq, enzym UDG, bufor reakcyjny, specyficzne startery i sondy wymagane do amplifikacji są liofilizowane w probówkach do PCR. Dołki 1-8 zawierają liofilizowane proszki dla różnych genów docelowych. W każdym dołku do detekcji wykorzystuje się 4-kolorowe kanały fluorescencji i łącznie wykrywa się 31 docelowych analitów kwasów nukleinowych. Sposób użycia jest prosty i można go bezpośrednio przetestować po dodaniu roztworu rekonstytucyjnego i wyekstrahowanej próbki kwasu nukleinowego.

Znaczenie projektu

• Choroby zakaźne zawsze były ważnym problemem zdrowia publicznego na całym świecie. W jej diagnostyce i leczeniu kluczowa jest szybka i dokładna identyfikacja patogenów. Tradycyjne metody wykrywania obejmują głównie wykrywanie morfologiczne, separację kultur, wykrywanie biochemiczne, immunologię i wykrywanie kwasów nukleinowych, które są proste w obsłudze, stosunkowo niskie koszty wykrywania oraz mają dobrą czułość i swoistość. Nadal są szeroko stosowane w praktyce klinicznej. Chociaż technologia metagenomicznego wykrywania kwasów nukleinowych mNGS może przezwyciężyć problem wykrywania pojedynczego patogenu, wiąże się ona z wysokimi wymaganiami dotyczącymi sprzętu, personelu i kosztów.

• Zastosowanie wielotarczowej technologii ilościowej PCR z multipleksową fluorescencją w zasadzie przezwycięża wady innych metod wykrywania, takie jak długi czas, złożona operacja i wysokie wymagania kadrowe.

1. Leki orientacyjne: Klinicznie leczenie opiera się głównie na doświadczeniu w leczeniu infekcji dróg moczowych, zwłaszcza przy ślepym stosowaniu antybiotyków. Leki oparte na identyfikacji patogenu są kluczem do poprawy rokowania pacjenta.

2. Znajdź przyczynę choroby w odpowiednim czasie: Chociaż tradycyjna metoda posiewów bakteryjnych charakteryzuje się dużą dokładnością, jest czasochłonna, wiąże się ze znacznym odsetkiem wyników fałszywie ujemnych i może opóźniać leczenie. Ilościowa detekcja PCR z użyciem multipleksowej fluorescencji kwasu nukleinowego umożliwia identyfikację patogenów we wczesnym stadium i w porę zastosowanie leczenia objawowego, aby lepiej poprawić rokowanie pacjentów z infekcją dróg moczowych.

3. Poprawa możliwości wykrywania w szpitalu: Po wdrożeniu tej metody w szpitalu może ona nie tylko zapewnić lepsze metody wykrywania dla pacjentów przychodzących do szpitala, ale także zapewnić szpitalowi nową metodę wykrywania. Jednocześnie zapewnia bardziej kompleksowe podstawowe dane medyczne dla kliniki.