Масс-спектрометрия выявляет штаммы Acinetobacter baumannii, устойчивые к антибиотику колистину

Грамотрицательные бактерии Acinetobacter baumannii быстро приобретают устойчивость к антибиотикам. Это серьезная угроза для медицинских учреждений: бактерии вызывают больничную пневмонию, раневые инфекции и сепсис. Только в американских больницах Acinetobacter baumannii приводит к 500 смертельным случаям в год.

Уже появились штаммы Acinetobacter baumannii, устойчивые к антибиотику последнего поколения из класса полимиксинов — к колистину. Чтобы понять, когда имеет смысл назначать колистин, важно научиться точно и быстро определять чувствительность бактерий к антибиотику и выявлять штаммы, против которых колистин бессилен.

Колистин работает как детергент — растворяет мембрану грамотрицательных бактерий в водной среде. Устойчивость к антибиотику приобретают бактерии с генетическими мутациями, в результате которых изменяется работа ферментов, формирующих липидную мембрану. Ферменты бактерий-мутантов модифицируют концевые фосфатные группы мембранного липида А, и бактерии становятся устойчивыми к колистину.

Модифицированный липид А — своеобразная «химическая подпись» бактерии, которую легко определять при помощи масс-спектрометрического метода MALDI-TOF. Это значит, что определение липида А методом MALDI-TOF можно применять в качестве клинического диагностического теста. Чтобы в этом убедиться, нужно было выяснить, действительно ли наличие модифицированного липида А — хороший маркер резистентности бактерий Acinetobacter baumannii к колистину.

В ходе исследования ученые три года собирали в четырех больницах Пенсильвании комплексные изоляты Acinetobacter baumannii. В общей сложности был собран 451 изолят, из которых в исследование включили 394. Бактерий из каждого изолята культивировали и изучали устойчивость к колистину при помощи стандартного тестирования: минимальной ингибирующей концентрации антибиотика (МИК). Кроме того, для бактерий из каждого изолята проводили анализ на наличие модифицированного липида А при помощи MALDI-TOF.

Сравнив полученные данные, исследователи убедились, что метод MALDI-TOF работает не хуже метода МИК. Оказалось, что метод MALDI-TOF, который применялся для выявления в клеточной стенке бактерии мембранного липида А, обладает чувствительностью 92,9% и специфичностью 94,0% — как и метод МИК. Исследователи заключили, что у метода MALDI-TOF есть потенциал для применения в клинике.

Возможно, вскоре у метода MALDI-TOF появятся преимущества перед методом МИК — например, появится возможность проводить анализ быстрее. Ученые, проводившие исследование, разработали новый метод экстракции липидов из клеточных стенок, который занимает всего один час. Это заметно ускорит процесс, потому что позволит избежать стадии лиофилизации, которая занимает целую ночь.