¿Le gustaría saber qué combinación de antibióticos funciona mejor para un paciente en particular? ¿Y hacerlo en solo seis a 12 horas en un punto de atención? ¿O buscar anticuerpos en miles de muestras a la vez? Esto ahora es posible con un nuevo dispositivo inventado por científicos de IPC PAS. Es barato, rápido y confiable, y puede reemplazar las tiras de prueba y brindar a los pacientes una mejor oportunidad de combatir enfermedades.

Un equipo liderado por el prof. Piotr Garstecki está desarrollando nuevas herramientas para el diagnóstico. En un artículo publicado en Micromáquinas , describen la combinación de métodos simples existentes para desarrollar un kit de prueba de susceptibilidad bacteriana simple que utiliza menos reactivos que una prueba tradicional en agar, menos antibióticos, y es tan fácil de realizar como un Etest. Los usuarios también pueden elegir cómo visualizar los resultados, seleccionar entre los indicadores del metabolismo de las bacterias, tintes fluorescentes o cambio colorimétrico.

"Queríamos probar la susceptibilidad a los antimicrobianos de la forma más sencilla posible, no solo para un solo agente, pero también para combinaciones o bajo diferentes condiciones, "explica el Dr. Ladislav Derzsi, uno de los autores del artículo y supervisor del proyecto. "Para entregar este nuevo dispositivo, coincidimos con varias cosas que se descubrieron de forma independiente. Por ejemplo, utilizamos técnicas estándar de litografía ultravioleta y blanda, que son métodos muy comunes para fabricar dispositivos de microfluidos y las combinamos con la impresión sin contacto en una máquina que fue diseñada especialmente para nosotros ".

Al usar esta combinación de métodos, los científicos pudieron colocar con mucha precisión pequeñas gotas de líquido en micropocillos; en este caso, Soluciones antibióticas de diferentes concentraciones y en diferentes combinaciones. Se imprimieron dentro de micropocillos de manera similar a las impresoras de chorro de tinta o láser. "Las impresoras tienen boquillas pequeñas, y usando fuerzas piezoeléctricas, entregan cantidades muy precisas de líquido:nanolitros a picolitros, o incluso femtolitros, "dice el Dr. Derzsi." Usamos una técnica similar, solo en lugar de tinta, usamos antibióticos, y los inyectamos no en papel sino en un elastómero blando. Dejamos que se seque lentamente en condiciones controladas. La fase acuosa, el agua, se evapora, y nos quedamos con una pequeña cantidad de antibiótico ".

Los pozos utilizados para el experimento eran bastante grandes (1 mm de diámetro) y su capacidad era de aprox. 0,67 microlitros. "En total, estamos usando 1024 pozos en un chip. Es más de un orden más alto que las placas clásicas con 96 pocillos a pesar de tener la mitad del tamaño. Pero se puede aumentar incluso a 10, 000 pozos al disminuir su tamaño individual, "dice el Dr. Derzsi.

Para hacerlo más fácil de usar, los investigadores unieron el dispositivo con una cinta adhesiva polimérica para sellarlo herméticamente y luego lo pusieron al vacío. Por lo tanto, el dispositivo se entrega al usuario final estéril y con presión negativa interna. "Si quisiéramos utilizarlo comercialmente, además, podría sellarse en una bolsa de vacío [como hacemos con los alimentos], "explica el científico.

El usuario solo tiene que descomprimirlo, inyectar una solución bacteriana con un simple, pipeta disponible comercialmente, y luego agregue una pequeña cantidad de aceite que divide los pozos y ayuda a evitar cualquier contaminación cruzada entre ellos. Luego, todo el paquete se coloca en la incubadora. El crecimiento o no crecimiento de bacterias indica la combinación óptima de antibióticos y su concentración.

Una gran ventaja del nuevo sistema de pruebas es su flexibilidad. Es posible producir placas estériles bajo demanda con diferentes antibióticos en diferentes combinaciones. El Dr. Derzsi dice:"Usamos placas con seis antibióticos individuales en ocho concentraciones diferentes y, para aumentar la precisión, en ocho repeticiones cada una. También probamos combinaciones por pares de estos seis antibióticos en varias repeticiones. Es posible probar combinaciones de un número arbitrario de diferentes antibióticos, inhibidores y adyuvantes en un pocillo, pero usualmente, los médicos no usan más de dos a la vez para evitar sobrecargar el sistema del paciente. Al usar este nuevo método, los médicos pueden evaluar al paciente y ver qué antibiótico o combinación funciona mejor, es decir., para personalizar el tratamiento y no depender de lo que funciona en una población general. Cada persona tiene una respuesta ligeramente diferente al tratamiento, incluso con la misma enfermedad. Es por su bioflora, individualidad metabólica y muchas otras cosas. Por tanto, el nuevo dispositivo es un paso hacia una medicina más personalizada. Pero puede ser muy útil no solo para un paciente en particular, sino también con fines científicos, como encontrar nuevos combinaciones no obvias de antibióticos que funcionan mejor que los conocidos ".

Aunque el trabajo se realizó sobre bacterias y su susceptibilidad a los antibióticos, el método tiene el potencial de ser actualizado y después de realizar más pruebas, por ejemplo, imprimir cebadores y hacer PCR digital para identificar genes o anticuerpos específicos, especialmente con un solo chip, no costaría más de 5 €.

Los métodos de microfluidos también tienen una ventaja adicional:cuando se buscan nuevos medicamentos, los científicos a menudo tienen una cantidad muy limitada de una sustancia potencialmente útil. Gracias a la impresión sin contacto, pueden probar diferentes concentraciones y combinaciones de un curado potencial sin quedarse sin sustrato demasiado pronto.