Nové sonikátory pre mikrotitračné platničky na rozrušovanie odolných biofilmov

Biofilmy – husté mikrobiálne spoločenstvá, ktoré priľnú k povrchom – patria medzi najnáročnejšie výzvy v mikrobiológii a klinickej diagnostike. Nový sonikátor pre mikrotitračné platničky UIP400MTP uľahčuje vysokokapacitnú prípravu vzoriek. Analýzy recenzovaných štúdií ukazujú, že vysokovýkonné ultrazvukové systémy, ako sú sonikátory pre viacjamkové platničky od spoločnosti Hielscher, sa stávajú nevyhnutnými laboratórnymi nástrojmi na uvoľňovanie týchto odolných štruktúr z platničiek MBEC™, čím umožňujú presnejšie testovanie antimikrobiálnej účinnosti a rýchlejšie výskumné pracovné postupy.

Oddeľovanie biofilmu pomocou sonikácie

Vedci sa čoraz viac spoliehajú na sonikáciu viacjamkových platničiek, pretože podľa dvoch významných štúdií o biofilmoch Staphylococcus aureus, koaguláza-negatívnych stafylokokov a Staphylococcus saprophyticus môžu byť biofilmy stonásobne až niekoľkostonásobne odolnejšie voči antibiotikám než voľne plávajúce planktónové baktérie. Keď sú tieto mikroorganizmy začlenené do matrice biofilmu, vykazujú dramaticky zvýšené minimálne inhibičné koncentrácie (MIC) a minimálne baktericídne koncentrácie (MBC), ktoré často presahujú klinicky dosiahnuteľné koncentrácie liečiv.

Účinné testovanie sa však začína efektívnym a spoľahlivým oddelením buniek biofilmu – a práve v tom vyniká UIP400MTP.

Biofilm sa kultivuje na kolíkoch testovacej platničky

Biofilmy: skrytý štít proti antibiotikám

V oboch citovaných štúdiách výskumníci zaznamenali dramatický nárast antimikrobiálnej rezistencie pri testovaní baktérií vo forme biofilmu:

Hodnoty MIC sa v porovnaní s planktónovými bunkami zvýšili 2- až 32-násobne a niekedy aj viac.
Niektoré izoláty sa po prechode do stavu biofilmu zmenili z citlivých na antibiotiká na úplne rezistentné.
Niektoré biofilmy vyžadovali hodnoty MBC presahujúce najvyššie testované koncentrácie, čo poukazuje na ich extrémnu toleranciu.

Tieto zistenia zdôrazňujú, prečo je rozrušovanie biofilmov zásadné: presné stanovenie profilu rezistencie voči liečivám závisí od uvoľnenia buniek z ochrannej matrice, aby ich bolo možné testovať jednotlivo.

Riešenie: sonikátor pre mikrotitračné platničky UIP400MTP

Obe štúdie použili sonikátor pre viacjamkové platničky UIP250MTP od spoločnosti Hielscher na oddelenie biofilmov vypestovaných na špecializovaných zariadeniach MBEC™ s kolíkovým vekom. Sonikácia viacjamkovej platničky počas 5 minút úspešne uvoľnila bunky biofilmu do čerstvého média, čo výskumníkom umožnilo merať MICB a MBCB s vysokou reprodukovateľnosťou.

Táto technika sa široko využíva, pretože:

1. Ošetruje všetky jamky súčasne a rovnomerne, čo je nevyhnutné pri porovnávacom testovaní antimikrobiálnej účinnosti.
2. Akustická kavitácia účinne rozrušuje extracelulárnu matricu bez ničenia buniek.
3. Bezproblémovo funguje s platformami MBEC s kolíkovým vekom používanými pri výskume rezistencie biofilmov.

 
Kľúčové vlastnosti, ktoré výskumníkov okamžite presvedčia

• 400 wattov ultrazvukového výkonu (20 kHz) na rýchle a dôkladné oddelenie biofilmu
• Úplná kontrola parametrov vrátane vstupnej energie (Ws/mL), amplitúdy, teploty a času
• Zabudovaný výmenník tepla s recirkulačným čerpadlom na udržiavanie nízkej teploty platničiek počas sonikácie
• Programovateľné režimy pre opakovateľné, automatizované pracovné postupy
• Rovnomerná sonikácia po celej ploche platničiek. Pozrite si video nižšie!

Test rovnomernosti vizuálne potvrdzuje homogénne kavitačné pole potrebné na štandardizované rozrušovanie biofilmov – čo je známy problém pri ultrazvukových kúpeľoch s nižším výkonom.

Prečo je to dôležité pre nemocnice, laboratóriá a vývoj antibiotík

Infekcie súvisiace s biofilmami – od infekcií močových ciest až po infekcie krvného riečiska súvisiace s katétrom – sú známe tým, že sa liečia veľmi ťažko. Štúdie ukazujú:

1. Bežné testovanie antibiotík na planktónových bunkách podhodnocuje rezistenciu v reálnych podmienkach.
2. Kvalitná sonikácia je nevyhnutná na prípravu vzoriek získaných z biofilmu na presné testovanie.
3. Nástroje ako UIP400MTP pomáhajú preklenúť rozdiel medzi laboratórnym testovaním a klinickou realitou.

Keďže antimikrobiálna rezistencia naďalej narastá, technológie, ktoré zlepšujú reprodukovateľnosť a spoľahlivosť výskumu biofilmov, môžu zohrávať rozhodujúcu úlohu pri vývoji nových terapií.

Z priložených štúdií jednoznačne vyplýva jeden záver: baktérie tvoriace biofilm si vyžadujú nové prístupy k testovaniu a sonikácia viacjamkových platničiek – konkrétne pomocou mimoriadne výkonných ultrazvukových systémov s rovnomerným rozložením ultrazvuku, ako je Hielscher UIP400MTP – sa rýchlo stáva zlatým štandardom uvoľňovania biofilmov z platničiek MBEC.

Pre mikrobiologické laboratóriá, vývojárov liečiv a klinických výskumníkov už tieto zariadenia nie sú len praktickou pomôckou – stávajú sa nepostrádateľnými nástrojmi na presné meranie skutočnej antibiotickej rezistencie patogénov začlenených do biofilmu.

 
Informácie o sonikátore pre viacjamkové platničky UIP400MTP nájdete tu!