В Сириусе на программе «Большие вызовы» участники направления «Агропромышленные и биотехнологии» разработали экспресс‑тест, который помогает быстро выявлять опасные бактерии — и сразу определять, какие антибиотики против них уже не сработают.
Команда создала тест‑систему на основе двух методов — полимеразной цепной реакции (ПЦР) и изотермальной петлевой амплификации (LAMP). Система позволяет за полчаса определить сразу несколько распространённых патогенов — гемофильную палочку, золотистый стафилококк и клебсиеллу (она нередко становится причиной пневмонии). Кроме того, тест показывает устойчивость этих бактерий к антибиотикам — сразу по восьми классам препаратов. Для анализа достаточно простого образца от пациента: не нужно выращивать культуры бактерий на чашках Петри, как это делают в традиционных методах.
«Устойчивость бактерий к противомикробным препаратам — серьёзная проблема современности. Из‑за неё привычные антибиотики всё чаще перестают помогать. В настоящее время для определения возбудителя и его устойчивости обычно требуется не менее суток: сначала нужно вырастить культуру, а потом провести дополнительные анализы (например, с помощью масс‑спектрометрии). Новый подход позволяет получить ключевые данные уже через 30 минут», — поясняет руководитель проекта, лаборант Новосибирского государственного университета Владислава Мартюшова.
Точное и быстрое определение и патогена, и его устойчивости помогает врачам сразу выбрать правильную тактику лечения и не тратить время на препараты, которые заведомо не помогут. Кроме того, такой подход снижает риск бесконтрольного применения антибиотиков — а это один из главных факторов, из‑за которых бактерии становятся всё более устойчивыми.
Работа над проектом включала несколько этапов. Сначала ребята научились выделять ДНК из образцов. Затем подобрали оптимальные условия и необходимые«маркеры» (праймеры) для ПЦР и LAMP, чтобы тесты точно определяли нужные бактерии и их устойчивость.
Ключевое отличие двух методов в том, где их удобнее применять. ПЦР точнее и лучше подходит для лабораторий, где есть специальное оборудование. А LAMP‑система работает при постоянной температуре, поэтому её можно использовать даже в условиях, где нет сложной техники: достаточно добавить образец в готовую смесь и подождать полчаса. Именно LAMP делает тест удобным для экспресс‑диагностики прямо на приёме у врача или в полевых условиях.
Главное преимущество разработки — скорость и простота. В отличие от стандартных методов, здесь не нужно ждать сутки, пока вырастут бактериальные культуры. Сразу в одной системе определяется и вид патогена, и его устойчивость к антибиотикам. При этом для анализа не требуются сложные манипуляции: достаточно капнуть образец в стрип или пробирку с готовой смесью.
.jpg)
«В этом проекте меня привлекла проблема антибиотикорезистентности — о ней говорят многие научные группы, и мне захотелось поработать над по‑настоящему значимой задачей. Я участвую в программе впервые, а до этого не так много работала в сфере биологии, поэтому практически все эксперименты стали для меня новым опытом. Мне очень нравится биология, особенно её молекулярное направление. Не исключаю, что в будущем попробую себя именно в этой сфере», — рассказывает участница проекта Майя Виктория Руденко из Калужской области.
Полина Алёшина из Брянской области увлеклась наукой пять лет назад, когда впервые начала заниматься в региональном центре «Огма», созданном по модели Сириуса.
«Я увидела лаборатории, нам провели мастер‑класс по выделению ДНК — и это меня очень заинтересовало. Я углубилась в тему и до сих пор развиваюсь в области биотехнологий и ботаники. Именно в региональном центре я узнала о проектных программах Сириуса. Всё началось с “Сириус.Лето”, а потом мне предложили поучаствовать в конкурсе “Большие вызовы”. Я очень тщательно готовилась: ещё до своего участия ходила на защиты других ребят, изучала темы их работ. В этом году решилась подать заявку — и всё получилось. Очень здорово работать над проектом на стыке биотехнологий и медицины. Для меня это первый такой опыт. Изучать медицину, анализировать особенности собственного организма, больше узнавать о здоровье — действительно полезно и интересно», — делится Полина.
По итогам проекта готовится научная публикация. Разработанная тест‑система — это уже рабочий прототип, который потенциально может быть востребован в клинической практике: он сочетает скорость, точность и удобство использования.
