Nové sonikátory na mikrotitračné platne na rozbíjanie odolných biofilmov

Biofilmy – husté mikrobiálne spoločenstvá, ktoré priľnú k povrchom – patria medzi najťažšie výzvy v mikrobiológii a klinickej diagnostike. Nový mikrotitračný sonikátor UIP400MTP uľahčuje vysokokapacitnú prípravu vzoriek. Analýzy recenzovaných štúdií ukazujú, že vysoko výkonné ultrazvukové systémy, ako sú sonikátory Hielscher s viacerými jamkami, sa stávajú základnými laboratórnymi nástrojmi na vytláčanie týchto tvrdohlavých štruktúr z platní MBEC™, čo umožňuje presnejšie antimikrobiálne testovanie a rýchlejšie výskumné pracovné postupy.

Oddeľovanie biofilmu pomocou sonikácie

Podľa dvoch veľkých štúdií o biofilmoch Staphylococcus aureus, koaguláza-negatívnych stafylokokoch a Staphylococcus saprophyticus, sa vedci čoraz viac spoliehajú na sonikáciu na viacerých jamkách, pretože biofilmy môžu byť stokrát odolnejšie voči antibiotikám ako voľne plávajúce planktonické baktérie. Keď sú tieto mikróby usadené v matrici biofilmu, vykazujú dramaticky zvýšené minimálne inhibičné koncentrácie (MIC) a minimálne baktericídne koncentrácie (MBC), často nad klinicky dosiahnuteľné hladiny liečiv.

Účinné testovanie sa však začína účinným a spoľahlivým oddeľovaním buniek biofilmu – a práve v tom je model UIP400MTP výnimočný.

Biofilm sa kultivuje na kolíkoch testovacej platne

Biofilmy: Skrytý štít proti antibiotikám

V oboch citovaných štúdiách výskumníci zdokumentovali dramatický nárast antimikrobiálnej rezistencie, keď boli baktérie testované vo forme biofilmu:

Hodnoty MIC sa v porovnaní s planktonickými bunkami zvýšili 2- až 32-násobne a niekedy aj viac.
Niektoré izoláty prešli zo stavu citlivého na antibiotiká do stavu plne rezistentného, keď sa dostali do stavu biofilmu.
Niektoré biofilmy vyžadovali hladiny MBC vyššie ako najvyššie testované koncentrácie, čo poukazuje na ich extrémnu toleranciu.

Tieto zistenia zdôrazňujú, prečo je rozbitie biofilmu veľmi dôležité: presné určenie profilu rezistencie voči liekom závisí od uvoľnenia buniek z ochrannej matrice, aby sa mohli testovať jednotlivo.

Riešenie: Mikroplatňový sonikátor UIP400MTP

V oboch štúdiách sa použil sonikátor UIP250MTP spoločnosti Hielscher s viacerými jamkami na oddeľovanie biofilmov vypestovaných na špecializovaných zariadeniach MBEC™ s kolíkovým viečkom. Sonikáciou viacjamkovej platne počas 5 minút sa úspešne uvoľnili bunky biofilmu do čerstvého média, čo výskumníkom umožnilo merať MICB a MBCB s vysokou reprodukovateľnosťou.

Táto technika je rozšírená, pretože:

1. Ošetruje všetky jamky súčasne a rovnomerne, čo je nevyhnutné na porovnávacie antimikrobiálne testovanie.
2. Akustická kavitácia účinne rozbíja extracelulárnu matrix bez toho, aby ničila bunky.
3. Bez problémov spolupracuje s platformami MBEC s kolíkovým viečkom, ktoré sa používajú pri výskume odolnosti voči biofilmu.

 
Kľúčové funkcie, ktoré výskumníkov okamžite presvedčia

• 400 W ultrazvukového výkonu (20 kHz) na rýchle a dôkladné odstránenie biofilmu
• Úplná kontrola parametrov vrátane príkonu energie (Ws/mL), amplitúdy, teploty a času
• Zabudovaný výmenník tepla s recirkulačným čerpadlom na udržiavanie chladných dosiek počas sonikácie
• Programovateľné režimy pre opakovateľné, automatizované pracovné postupy
• Rovnomerná sonikácia na celých platniach. Pozrite si video nižšie!

Test rovnomernosti vizuálne potvrdzuje homogénne kavitačné pole potrebné na štandardizované narušenie biofilmu – známy problém v ultrazvukových kúpeľoch s nižším výkonom.

Prečo je to dôležité pre nemocnice, laboratóriá a vývoj antibiotík

Infekcie súvisiace s biofilmom – od infekcií močových ciest až po infekcie krvného riečiska súvisiace s katétrom – sú notoricky známe ako ťažko liečiteľné. Štúdie ukazujú:

1. Konvenčné testovanie antibiotík na planktonických bunkách podhodnocuje skutočnú rezistenciu.
2. Kvalitná sonikácia je nevyhnutná na prípravu presných vzoriek získaných z biofilmu.
3. Nástroje ako UIP400MTP pomáhajú preklenúť medzeru medzi laboratórnym testovaním a klinickou realitou.

Keďže antimikrobiálna rezistencia stále rastie, technológie, ktoré zlepšujú reprodukovateľnosť a spoľahlivosť vo výskume biofilmov, môžu zohrávať rozhodujúcu úlohu pri vývoji nových liečebných postupov.

Z priložených štúdií vyplýva jeden jednoznačný záver: baktérie tvoriace biofilm si vyžadujú nové prístupy k testovaniu a sonikácia na viacerých jamkách – konkrétne s ultravýkonnými, rovnomerne rozloženými ultrazvukovými systémami, ako je Hielscher UIP400MTP – sa rýchlo stáva zlatým štandardom na odstraňovanie biofilmov z platní MBEC.

Pre mikrobiologické laboratóriá, vývojárov liekov a klinických výskumníkov už tieto zariadenia nie sú len vymoženosťou – sa stávajú nenahraditeľnými nástrojmi na presné meranie skutočnej rezistencie patogénov usadených v biofilme voči antibiotikám.

 
Informácie o sonikátore UIP400MTP s viacerými jamkami nájdete tu!