מכשירי סוניקציה חדשים למיקרופלטות לפירוק ביופילמים עיקשים

ביופילמים – קהילות מיקרוביאליות צפופות הנצמדות למשטחים – הם בין האתגרים הקשים ביותר במיקרוביולוגיה ובאבחון קליני. מכשיר הסוניקציה החדש למיקרופלטות UIP400MTP מקל על הכנת דגימות בתפוקה גבוהה. ניתוחים של מחקרים שעברו ביקורת עמיתים מראים שמערכות אולטרסוניות בעלות ביצועים גבוהים, כגון מכשירי הסוניקציה לפלטות מרובות באריות של Hielscher, הופכות לכלי מעבדה חיוניים לניתוק המבנים העיקשים הללו מפלטות MBEC™, ומאפשרות בדיקות מדויקות יותר של פעילות אנטימיקרוביאלית ותהליכי מחקר מהירים יותר.

ניתוק ביופילם באמצעות סוניקציה

מדענים מסתמכים יותר ויותר על סוניקציה של פלטות מרובות באריות, משום שביופילמים יכולים להיות עמידים לאנטיביוטיקה פי מאות מחיידקים פלנקטוניים הצפים בחופשיות, לפי שני מחקרים מרכזיים על ביופילמים של Staphylococcus aureus, של סטפילוקוקים שליליים לקואגולאז ושל Staphylococcus saprophyticus. כאשר מיקרואורגניזמים אלה משוקעים במטריצת ביופילם, הם מציגים ריכוזים מעכבים מזעריים (MICs) וריכוזים קוטלי חיידקים מזעריים (MBCs) גבוהים במידה ניכרת, לעיתים קרובות מעבר לריכוזי התרופה שניתן להשיג בתנאים קליניים.

אך בדיקה יעילה מתחילה בניתוק יעיל ואמין של תאי הביופילם – ובכך בולט ה-UIP400MTP.

ביופילם מגודל על הפינים של פלטת בדיקה

ביופילמים: מגן סמוי מפני אנטיביוטיקה

בשני המחקרים המצוטטים תיעדו החוקרים עליות ניכרות בעמידות לחומרים אנטימיקרוביאליים כאשר החיידקים נבדקו בצורת ביופילם:

ערכי MIC עלו פי 2 עד פי 32, ולעיתים אף יותר, בהשוואה לתאים פלנקטוניים.
תבדידים מסוימים עברו מרגישות לאנטיביוטיקה לעמידות מלאה עם המעבר למצב ביופילם.
ביופילמים מסוימים דרשו ריכוזי MBC מעבר לריכוזים הגבוהים ביותר שנבדקו, דבר המדגיש את הסבילות הקיצונית שלהם.

ממצאים אלה מדגישים מדוע פירוק ביופילמים חיוני: אפיון מדויק של עמידות לתרופות תלוי בשחרור התאים מהמטריצה המגינה כדי שניתן יהיה לבדוק אותם בנפרד.

הפתרון: מכשיר הסוניקציה למיקרופלטות UIP400MTP

בשני המחקרים נעשה שימוש במכשיר הסוניקציה לפלטות מרובות באריות UIP250MTP של Hielscher לניתוק ביופילמים שגודלו על התקני MBEC™ ייעודיים בעלי מכסה עם פינים. סוניקציה של הפלטה מרובת הבאריות במשך 5 דקות ניתקה בהצלחה את תאי הביופילם אל תוך מצע גידול טרי, ואפשרה לחוקרים למדוד MICB ו-MBCB ברמת שחזוריות גבוהה.

טכניקה זו נמצאת בשימוש נרחב משום ש:

1. היא מטפלת בכל הבאריות בו-זמנית ובאופן אחיד, דבר החיוני לבדיקות השוואתיות של פעילות אנטימיקרוביאלית.
2. קוויטציה אקוסטית מפרקת ביעילות את המטריצה החוץ-תאית מבלי להרוס את התאים.
3. היא משתלבת ללא קושי בפלטפורמות MBEC בעלות מכסה עם פינים, המשמשות במחקר על עמידות ביופילמים.

 
תכונות עיקריות שישכנעו חוקרים מיד

• הספק אולטרסוני של 400 ואט (20 kHz) לניתוק מהיר ויסודי של ביופילם
• שליטה מלאה בפרמטרים, לרבות האנרגיה המושקעת (Ws/mL), משרעת, טמפרטורה וזמן
• מחליף חום מובנה עם משאבת סחרור לשמירה על הפלטות קרירות במהלך הסוניקציה
• מצבים ניתנים לתכנות לתהליכי עבודה אוטומטיים הניתנים לחזרה
• סוניקציה אחידה על פני פלטות שלמות. צפו בסרטון למטה!

בדיקת האחידות מאשרת באופן חזותי את שדה הקוויטציה האחיד הנדרש לפירוק ביופילמים באופן מתוקנן – אתגר מוכר באמבטיות אולטרסוניות בעלות הספק נמוך יותר.

מדוע הדבר חשוב לבתי חולים, למעבדות ולפיתוח אנטיביוטיקה

זיהומים הקשורים לביופילמים – מזיהומים בדרכי השתן ועד לזיהומים בזרם הדם הקשורים לצנתרים – ידועים בקושי לטפל בהם. המחקרים מראים:

1. בדיקות אנטיביוטיקה קונבנציונליות על תאים פלנקטוניים מעריכות בחסר את העמידות בתנאי המציאות.
2. סוניקציה באיכות גבוהה חיונית להכנה מדויקת של דגימות שמקורן בביופילם.
3. כלים כגון UIP400MTP מסייעים לגשר על הפער בין בדיקות מעבדה למציאות הקלינית.

ככל שהעמידות לחומרים אנטימיקרוביאליים ממשיכה לעלות, טכנולוגיות המשפרות את השחזוריות והאמינות במחקר ביופילמים עשויות למלא תפקיד מכריע בפיתוח טיפולים חדשים.

המחקרים המצורפים מבהירים מסקנה אחת באופן חד-משמעי: חיידקים היוצרים ביופילמים מחייבים גישות בדיקה חדשות, וסוניקציה של פלטות מרובות באריות – ובפרט באמצעות מערכות אולטרסוניות עוצמתיות במיוחד המפזרות את האולטרסאונד באופן אחיד, כגון Hielscher UIP400MTP – הופכת במהירות לתקן הזהב לניתוק ביופילמים מפלטות MBEC.

עבור מעבדות מיקרוביולוגיה, מפתחי תרופות וחוקרים קליניים, מכשירים אלה כבר אינם רק אמצעי נוחות – הם הופכים לכלים שאין להם תחליף למדידה מדויקת של העמידות האמיתית לאנטיביוטיקה של פתוגנים המשוקעים בביופילם.

 
כאן תמצאו מידע על מכשיר הסוניקציה לפלטות מרובות באריות UIP400MTP!