Fredelige bakterier i tarmen kan overføre resistens-gener til sygdomsfremkaldende bakterier, så de farlige bakterier bliver resistente overfor antibiotika. En ny metode gør det muligt at finde resistens-gener hurtigt og dermed vælge den mest effektive form for antibiotikabehandling.
At sluge et par antibiotikapiller mod en infektion løser ikke nødvendigvis dine problemer. Ofte besidder de naturligt forekommende bakterier i tarmen nemlig resistens-gener.
Det betyder, at tarmbakterierne kan udveksle gener med de sygdomsfremkaldende bakterier, så de farlige bakterier bliver resistente overfor antibiotikabehandlingen. Derfor er det afgørende at kende resistomet - dvs. den pulje af resistens-gener, der er tilstede i tarmen. På den måde, kan lægerne vælge den mest effektive behandling.
Nu har forskere fra Novo Nordisk Fonden Center for Biosustainability – DTU Biosustain – ved DTU udviklet en super-hurtig, billig metode kaldet poreFUME, der kan kaste lys over resistens-generne i tarmen.
"Med denne metode, vil du få et overblik over resistomet på blot 1-2 dage og dermed være i stand til at starte behandlingen af infektionen hurtigere og med bedre resultater end før," siger Eric van der Helm, postdoc ved DTU Biosustain.
Forskningen er for nylig blevet publiceret i tidsskriftet Nucleic Acid Research.
Antibiotikaresistens forårsager 700.000 årlige dødsfald
PoreFUME-metoden er meget hurtig i forhold til nuværende metoder, fordi den ikke kræver dyrkning af fækale bakterier. Dyrkning tager tid og kan desuden være svært.
"Vi er helt overbeviste om, at hurtig resistom-analyse kan føre til personlig antibiotikabehandling hos højrisikopatienter"
Professor Morten Sommer fra DTU Biosustain
I dag kan en analyse af resistomet tage uger. I mellemtiden kan resistom-profilen ændre sig dramatisk, infektionen forværres, og patientens helbred vil svigte.
Hvert år dør 700.000 mennesker, især indlagte patienter, af resistente infektioner – og problemet er voksende. For mange patienter kan en hurtig analyse af deres personlige resistens-gener i deres afføring være livreddende.
"Vores forskning viser, at denne metode er et lovende alternativ til andre sekventeringsmetoder, og at den kan anvendes til hurtigt at give en profil over resistomet i de mikrobielle samfund i fx tarmen. Vi er helt overbeviste om, at hurtig resistom-analyse kan føre til personlig antibiotikabehandling hos højrisikopatienter," siger professor og medforfatter til artiklen Morten Sommer fra DTU Biosustain.
Billige prøver gør forskellen
Undersøgelsen blev gennemført som et samarbejde mellem DTU og Dr. Willem van Schaik fra University Medical Center Utrecht, som havde adgang til en patient fra intensivafdelingen. I undersøgelsen blev fem fæcesprøver fra patienten undersøgt.
Patienten led af KOL og gennemgik en lungetransplantation, hvorefter lægerne behandlede vedkommende med fire forskellige slags antibiotika for at forebygge og bekæmpe infektioner. Fæcesprøverne blev indsamlet både ved indlæggelse på intensivafdelingen, under opholdet og flere måneder efter indlæggelsen.
Resultaterne viste, at poreFUME-metoden var 97% nøjagtig, når der sammenlignes med standardiserede metoder, hvilket er tilstrækkeligt.
Desuden er poreFUME-metoden meget billigere end de nuværende metoder, primært på grund af den lave pris på den såkaldte MinION-maskine; en lille håndholdt DNA-sekventeringsenhed, som koster omkring 1.000 dollars. Til sammenligning koster konventionelle såkaldte næste-generations-sekventeringsmaskiner ofte omkring 50.000 dollars til 10 mio. dollars.
"Hvis hospitalerne kan købe udstyr til resistom-analyse billigere end i dag, åbner det for en bedre profilering af flere patienter og forhåbentlig færre tilfælde af resistens," siger medforfatter til artiklen og forsker Lejla Imamovic fra DTU Biosustain.
MinION DNA-sekvenseringsmaskinen kan detektere elektriske impulser fra DNA’ets byggesten
- For at finde resistomet isoleres først alt det DNA fra mikroberne, der er involveret i at give resistens. DNA’et nedbrydes til to strenge, og en enkelt streng føres ned gennem MinION- sekventeringsmaskinen, som indeholder såkaldte nanoporer.
- Hver nanopore er kun et par nano-meter bred og kan kun indeholde én DNA-streng ad gangen.
- Nanoporen måler nu de elektriske impulser fra DNA’ets forskellige byggesten, som er placeret inde i poren.
- De elektriske impulser sendes til en computer, hvor avanceret software oversætter signalerne til den genetiske kode.
- Når alle DNA-strenge i prøven har passeret gennem nanoporen, samler computeren alle generne i resistomet.