Stress-induced Antibiotic Susceptibility Testing on a Chip

We have developed a rapid microfluidic method for antibiotic susceptibility testing in a stress-based environment. Fluid is passed at high speeds over ...

Fraunhofer USA Center for Manufacturing Innovation

We describe azimuthal light scattering spectroscopy (phi/LSS), a novel technique for assessing epithelial-cell nuclear morphology. The difference between the spectra measured at azimuthal angles phi = 0 degrees and phi = 90 degrees preferentially isolates the single backscattering contribution due to large (approximately 10 microm) structures such as epithelial cell nuclei by discriminating against scattering from smaller organelles and diffusive background. We demonstrate the feasibility of using phi/LSS for cancer detection by showing that spectra from cancerous colon tissue exhibit significantly greater azimuthal asymmetry than spectra from normal colonic tissues.

Assessing epithelial cell nuclear morphology by using azimuthal light scattering spectroscopy.

This report presents a model-independent method of assessing contributions to the light scattering from individual organelles in single intact cells. We first measure the 3D index map of a living cell, and then modify the map in such a way so as to eliminate contrast due to a particular intracellular organelle. By calculating and comparing the light scattering distributions calculated from the original and modified index maps using the Rytov approximation, we extract the light scattering contribution from the particular organelle of interest. The relative contributions of the nucleus and nucleolus to the scattering of the entire cell are thus determined, and the applicability of the homogeneous spherical model to non-spherical and heterogeneous organelles in forward scattering is evaluated.

Assessing light scattering of intracellular organelles in single intact living cells.

We employ a novel interferometer to measure the angular distribution of light backscattered by a turbid medium. Through comparison of the measured data with the predictions of Mie theory, we are able to determine the size of the scatterers comprising the medium with subwavelength precision. As the technique is based on low-coherence interferometry, we are able to examine the evolution of the angular distribution of scattered light as it propagates into the medium. The effects of multiple scattering as a function of penetration depth in the medium are analyzed. We also present various considerations for extending this technique to determining structural information in biological tissues, such as the effects of a distribution of particle sizes and the need to average out speckle contributions.

Determination of particle size by using the angular distribution of backscattered light as measured with low-coherence interferometry.

Light scattered from biological tissues can exhibit an inverse power law spectral component. We develop a model based on the Born approximation and von Karman (self-affine) spatial correlation of submicron tissue refractive index to account for this. The model is applied to light scattering spectra obtained from excised esophagi of normal and carcinogen-treated rats. Power law exponents used to fit dysplastic tissue site spectra are significantly smaller than those from normal sites, indicating that changes in tissue self-affinity can serve as a potential biomarker for precancer.

Tissue self-affinity and polarized light scattering in the born approximation: a new model for precancer detection.

We report a method of assessing the contribution of whole cell body and its nucleus to the clinically most relevant backward light scattering. We first construct an experimental system that can measure forward scattering and use the system to precisely extract the optical properties of a specimen such as the refractive index contrast, size distribution, and their density. A system that can simultaneously detect the backscattered light is installed to collect the backscattering for the same specimen. By comparing the measured backscattering spectrum with that estimated from the parameters determined by the forward scattering experiment, the contribution of cell body and nucleus to the backward light scattering is quantitatively assessed. For the HeLa cells in suspension, we found that the cell body contributes less than 10% and cell nucleus on the order of 0.1% to the total backscattering signal. Quantitative determination of the origin of backscattered light may help design a system that aims for detecting particular structure of biological tissues.

Assessing the contribution of cell body and intracellular organelles to the backward light scattering.

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&#x5FEB;&#x901F;&#x3001; &#x5E94;&#x6FC0;&#x836F;&#x654F;&#x8BD5;&#x9A8C;&#x7684;&#x91D1;&#x9EC4;&#x8272;&#x8461;&#x8404;&#x7403;&#x83CC;&#x7684;&#x5FAE;&#x6D41;&#x63A7;&#x5E73;&#x53F0;&#x3002;

The emergence and spread of bacterial resistance to ever increasing classes of antibiotics intensifies the need for fast phenotype-based clinical tests for determining antibiotic susceptibility. Standard susceptibility testing relies on the passive observation of bacterial growth inhibition in the presence of antibiotics. In this paper, we present a novel microfluidic platform for antibiotic susceptibility testing based on stress-activation of biosynthetic pathways that are the primary targets of antibiotics. We chose Staphylococcus aureus (S. aureus) as a model system due to its clinical importance, and we selected bacterial cell wall biosynthesis as the primary target of both stress and antibiotic. Enzymatic and mechanical stresses were used to damage the bacterial cell wall, and a Î²-lactam antibiotic interfered with the repair process, resulting in rapid cell death of strains that harbor no resistance mechanism. In contrast, resistant bacteria remained viable under the assay conditions. Bacteria, covalently-bound to the bottom of the microfluidic channel, were subjected to mechanical shear stress created by flowing culture media through the microfluidic channel and to enzymatic stress with sub-inhibitory concentrations of the bactericidal agent lysostaphin. Bacterial cell death was monitored via fluorescence using the Sytox Green dead cell stain, and rates of killing were measured for the bacterial samples in the presence and absence of oxacillin. Using model susceptible (Sanger 476) and resistant (MW2) S. aureus strains, a metric was established to separate susceptible and resistant staphylococci based on normalized fluorescence values after 60 min of exposure to stress and antibiotic. Because this ground-breaking approach is not based on standard methodology, it circumvents the need for minimum inhibitory concentration (MIC) measurements and long wait times. We demonstrate the successful development of a rapid microfluidic-based and stress-activated antibiotic susceptibility test by correctly designating the phenotypes of 16 additional clinically relevant S. aureus strains in a blinded study. In addition to future clinical utility, this method has great potential for studying the effects of various stresses on bacteria and their antibiotic susceptibility.

A microfluidic platform for rapid, stress-induced antibiotic susceptibility testing of Staphylococcus aureus.

L&#39;&eacute;mergence et la propagation de la r&eacute;sistance bact&eacute;rienne croissante des classes d&#39;antibiotiques renforce la n&eacute;cessit&eacute; d&#39;une rapide ax&eacute;e sur le ph&eacute;notype des essais cliniques pour d&eacute;terminer la sensibilit&eacute; aux antibiotique. Tests de sensibilit&eacute; standard s&#39;appuie sur l&#39;observation passive de l&#39;inhibition de la croissance bact&eacute;rienne en pr&eacute;sence d&#39;antibiotiques. Dans cet article, nous pr&eacute;sentons une plate-forme microfluidique roman pour antibiogramme fond&eacute; sur la contrainte-activation des voies de biosynth&egrave;se qui sont la principale cible des antibiotiques. Nous avons choisi le staphylocoque dor&eacute; (Staphylococcus aureus) comme un syst&egrave;me mod&egrave;le en raison de son importance clinique, et nous avons choisi la biosynth&egrave;se de la paroi cellulaire bact&eacute;rienne comme la principale cible de l&#39;antibiotique et de la contrainte. Contraintes enzymatiques et m&eacute;caniques &eacute;taient utilis&eacute;es pour endommager la paroi cellulaire bact&eacute;rienne, et un antibiotique &beta;-lactame interf&eacute;r&eacute; avec le processus de r&eacute;paration, entra&icirc;nant la mort cellulaire rapide de souches h&eacute;bergeant aucun m&eacute;canisme de r&eacute;sistance. En revanche, bact&eacute;ries r&eacute;sistantes est demeur&eacute;e viables dans les conditions de test. Bact&eacute;ries, li&eacute; par covalence au fond du canal microfluidique, ont &eacute;t&eacute; soumis &agrave; des contraintes de cisaillement m&eacute;canique cr&eacute;&eacute;e par les milieux de culture qui coule &agrave; travers le canal microfluidique et au stress enzymatique avec des concentrations sub-inhibitrice de la lysostaphine agent bact&eacute;ricide. Mort de la cellule bact&eacute;rienne a &eacute;t&eacute; suivie par l&#39;interm&eacute;diaire de fluorescence &agrave; l&#39;aide de la tache de cellule morte Sytox Green, et taux d&#39;homicide ont &eacute;t&eacute; mesur&eacute;s pour les &eacute;chantillons de bact&eacute;ries en pr&eacute;sence et en absence d&#39;oxacilline. En utilisant le mod&egrave;le sensible (Sanger 476) et r&eacute;sistants (MW2) S. aureus souches, une m&eacute;trique a &eacute;t&eacute; cr&eacute;&eacute;e pour s&eacute;parer les staphylocoques sensibles et r&eacute;sistants bas&eacute;s sur normalis&eacute; des valeurs de fluorescence apr&egrave;s 60 min d&#39;exposition au stress et antibiotique. Parce que cette approche novatrice ne repose pas sur une m&eacute;thodologie standard, elle contourne la n&eacute;cessit&eacute; pour les mesures de la concentration minimale inhibitrice (CMI) et les temps d&#39;attente longue. Nous d&eacute;montrons la mise au point d&#39;un test rapide sensibilit&eacute; aux antibiotiques ax&eacute;e sur la microfluidique et activ&eacute;s par le stress en d&eacute;signant correctement les ph&eacute;notypes des 16 suppl&eacute;mentaires S. aureus souches cliniquement pertinentes dans une &eacute;tude aveugle. En plus de l&#39;utilit&eacute; clinique future, cette m&eacute;thode a un grand potentiel pour &eacute;tudier les effets des diverses contraintes sur les bact&eacute;ries et leur sensibilit&eacute; aux antibiotique.

Une plate-forme microfluidique pour rapide, induite par le stress antibiogramme de Staphylococcus aureus.

Die Entstehung und Ausbreitung der bakteriellen Resistenz gegen zunehmende Antibiotikaklassen verst&auml;rkt die Notwendigkeit f&uuml;r schnelle Ph&auml;notyp-basierte klinische Tests zur Bestimmung der antibiotischen Anf&auml;lligkeit. Norm Resistenztestung st&uuml;tzt sich auf die passive Beobachtung von Bakterienwachstum Hemmung in Anwesenheit von Antibiotika. In diesem Beitrag pr&auml;sentieren wir eine neuartige Microfluidic-Plattform f&uuml;r antibiotische Anf&auml;lligkeit Tests basierend auf Stress-Aktivierung der biosynthetischen Bahnen, die die prim&auml;ren Ziele der Antibiotika sind. Staphylococcus Aureus (S. Aureus) w&auml;hlten wir als Modellsystem wegen seiner klinischen Bedeutung und wir bakteriellen Zellwand Biosynthese als das prim&auml;re Ziel von Stress und Antibiotikum ausgew&auml;hlt. Enzymatische und mechanische Beanspruchungen wurden verwendet, um die bakterielle Zellwand besch&auml;digen, und ein &beta;-Lactam-Antibiotikum mischte sich mit dem Reparaturprozess, was zu raschen Zelltod der St&auml;mme, die keinen Widerstand-Mechanismus zu beherbergen. Dagegen blieb die resistente Bakterien unter den Assay-Bedingungen lebensf&auml;hig. Bakterien, kovalent gebundenen am unteren Rand der Microfluidic-Kanal wurden mechanische Schubspannung erstellt von flie&szlig;enden Kulturmedien durch den Microfluidic-Kanal und enzymatische Stress mit sub-inhibitory Konzentrationen von der bakteriziden Agenten Lysostaphin unterzogen. Bakterielle Zellentod wurde per Fluoreszenz mit den Sytox Green tote Zelle Fleck &uuml;berwacht und Preise der T&ouml;tung wurden f&uuml;r die bakteriellen Proben gemessen, in der Anwesenheit und Abwesenheit von Oxacillin. Mit Modell anf&auml;llig (Sanger 476) und resistente (MW2) S. Aureus-St&auml;mme, entstand eine Metrik, anf&auml;llige und resistente Staphylokokken basierend auf separaten Fluoreszenz-Werte nach 60 min Exposition gegen&uuml;ber Stress und Antibiotikum normalisiert. Da dieser bahnbrechenden Ansatz nicht auf Standardmethodik basiert, umgeht die Notwendigkeit der minimalen inhibitorischen Konzentration (MIC) Messungen und lange Wartezeiten. Wir zeigen die erfolgreiche Entwicklung eines raschen Microfluidic-basierte und Spannung aktiviert antibiotische Anf&auml;lligkeit Tests durch korrekt Benennung der Ph&auml;notypen 16 Weitere klinisch relevante S. Aureus St&auml;mme in einer verblindeten Studie. Neben der zuk&uuml;nftigen klinischen Nutzen hat diese Methode gro&szlig;es Potential f&uuml;r die Untersuchung der Auswirkungen der verschiedenen Spannungen an Bakterien und ihre antibiotische Anf&auml;lligkeit.

Mikrofluidische Plattform f&uuml;r schnelle, Stress-induced antibiotische Resistenztestung von Staphylococcus Aureus.

La comparsa e la diffusione della resistenza batterica ai sempre pi&ugrave; classi di antibiotici, si intensifica la necessit&agrave; di un veloce basata sul fenotipo clinico test per la determinazione della sensibilit&agrave; agli antibiotici. Test di suscettibilit&agrave; agli standard si basa sull&#39;osservazione passiva di inibizione della crescita batterica in presenza di antibiotici. In questo articolo, vi presentiamo una piattaforma microfluidica romanzo per test di suscettibilit&agrave; agli antibiotici basati su stress-attivazione delle vie biosintetiche che sono gli obiettivi primari di antibiotici. Abbiamo scelto lo Staphylococcus aureus (S. aureus) come sistema di modello a causa della sua importanza clinica, e abbiamo selezionato la biosintesi della parete cellulare batterica come l&#39;obiettivo primario di stress e di antibiotico. Sollecitazioni meccaniche ed enzimatiche sono stati utilizzati per danneggiare la parete cellulare batterica, e un antibiotico &beta;-lattamico interferisce con il processo di riparazione, con conseguente morte cellulare rapida dei ceppi che non porto nessun meccanismo di resistenza. Al contrario, batteri resistenti &egrave; rimasto vitali sotto le condizioni di dosaggio. Batteri, legame covalente associato alla parte inferiore del canale microfluidica, sono stati sottoposti a sollecitazione di taglio meccanico creato da terreni di coltura che scorre attraverso il canale di microfluidica e a stress enzimatico con concentrazioni sub-inhibitory di lysostaphin l&#39;agente battericida. Morte delle cellule batteriche &egrave; stato monitorato tramite fluorescenza usando la macchia di cellule morte Sytox Green, e tassi di uccisione sono stati misurati per i campioni batterici in presenza e in assenza di oxacillina. Utilizzando il modello sensibile (476 Sanger) e ceppi resistenti (MW2) S. aureus, una metrica &egrave; stata istituita per separare gli stafilococchi sensibili e resistenti sulla base normalizzati i valori di fluorescenza dopo 60 min di esposizione a stress e antibiotico. Perch&eacute; questo approccio innovativo non &egrave; basato su una metodologia standard, aggira la necessit&agrave; per le misure di concentrazione minima inibente (MIC) e tempi di attesa lunghi. Dimostriamo il positivo sviluppo di un test rapido basato su microfluidica e stress-attivato sensibilit&agrave; agli antibiotici designando correttamente i fenotipi di 16 ceppi supplementari di S. aureus per clinicamente rilevanti in uno studio cieco. Oltre a futura utilit&agrave; clinica, questo metodo ha un grande potenziale per studiare gli effetti delle varie sollecitazioni su batteri e la loro sensibilit&agrave; agli antibiotici.

Una piattaforma microfluidica per test di suscettibilit&agrave; agli antibiotici rapida, stress-induced di Staphylococcus aureus.

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(&#x30B5;&#x30F3;&#x30AC;&#x30FC; 476) &#x3068; (MW2) S. &#x9EC4;&#x8272;&#x30D6;&#x30C9;&#x30A6;&#x7403;&#x83CC;&#x306E;&#x8010;&#x6027;&#x83CC;&#x3092;&#x4F7F;&#x7528;&#x3057;&#x3066;&#x3001;&#x30E1;&#x30C8;&#x30EA;&#x30C3;&#x30AF;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x3044;&#x3066;&#x611F;&#x53D7;&#x6027;&#x304A;&#x3088;&#x3073;&#x8010;&#x6027;&#x30D6;&#x30C9;&#x30A6;&#x7403;&#x83CC;&#x3092;&#x5206;&#x96E2;&#x3059;&#x308B; 60 &#x5206;&#x30B9;&#x30C8;&#x30EC;&#x30B9;&#x3068;&#x6297;&#x751F;&#x7269;&#x8CEA;&#x3078;&#x306E;&#x66B4;&#x9732;&#x306E;&#x5F8C;&#x86CD;&#x5149;&#x5024;&#x304C;&#x6B63;&#x898F;&#x5316;&#x3055;&#x308C;&#x3066;&#x8A2D;&#x7ACB;&#x3055;&#x308C;&#x307E;&#x3057;&#x305F;&#x3002;&#x3053;&#x306E;&#x753B;&#x671F;&#x7684;&#x65B9;&#x6CD5;&#x6A19;&#x6E96;&#x7684;&#x306A;&#x65B9;&#x6CD5;&#x8AD6;&#x306B;&#x57FA;&#x3065;&#x3044;&#x3066;&#x3044;&#x306A;&#x3044;&#x305F;&#x3081;&#x3001;&#x6700;&#x5C0F;&#x767A;&#x80B2;&#x963B;&#x6B62;&#x6FC3;&#x5EA6; (MIC) &#x6E2C;&#x5B9A;&#x3068;&#x5F85;&#x6A5F;&#x6642;&#x9593;&#x304C;&#x9577;&#x304F;&#x306E;&#x305F;&#x3081;&#x306E;&#x5FC5;&#x8981;&#x6027;&#x3092;&#x56DE;&#x907F;&#x3067;&#x304D;&#x307E;&#x3059;&#x3002;&#x6211;&#x3005; 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Sytox &#xADF8;&#xB9B0; &#xC8FD;&#xC740; &#xC140; &#xC5BC;&#xB8E9;&#xC744; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xD615;&#xAD11;&#xC744; &#xD1B5;&#xD574; &#xC138;&#xADE0; &#xC138;&#xD3EC;&#xC758; &#xC8FD;&#xC74C;&#xC740; &#xBAA8;&#xB2C8;&#xD130;&#xB9C1; &#xD558; &#xACE0; &#xC874;&#xC7AC;&#xC640; oxacillin&#xC758; &#xBD80;&#xC7AC;&#xC5D0;&#xC11C; &#xC138;&#xADE0; &#xC0D8;&#xD50C;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xC0B4;&#xC778;&#xC758; &#xC18D;&#xB3C4; &#xCE21;&#xC815;. &#xBAA8;&#xB378; &#xCDE8;&#xC57D; (&#xC0DD;&#xC5B4; 476) &#xBC0F; &#xC800;&#xD56D; (MW2) &#xBBF8; &#xADE0; &#xC885;&#xC790;&#xB97C; &#xC0AC;&#xC6A9; &#xD558; &#xC5EC; &#xD1B5;&#xACC4;&#xB294; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xC2A4;&#xC640; &#xD56D;&#xC0DD;&#xC81C;&#xC5D0; &#xB178;&#xCD9C;&#xC758; 60 &#xBD84; &#xD6C4; &#xC815;&#xADDC;&#xD654; &#xB41C; &#xD615;&#xAD11; &#xAC12;&#xC744; &#xAE30;&#xBC18;&#xC73C;&#xB85C; &#xCDE8;&#xC57D; &#xD558; &#xACE0; &#xC800;&#xD56D;&#xB825;&#xC774; staphylococci &#xBD84;&#xB9AC; &#xC124;&#xB9BD; &#xB418;&#xC5C8;&#xB2E4;. &#xC774; &#xD68D;&#xAE30;&#xC801;&#xC778; &#xC811;&#xADFC; &#xAE30;&#xBC18; &#xD45C;&#xC900; &#xBC29;&#xBC95;&#xB860;&#xC73C;&#xB85C; &#xD558;&#xC9C0; &#xC54A;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;, &#xB54C;&#xBB38;&#xC5D0; &#xCD5C;&#xC18C; &#xC5B5;&#xC81C; &#xB18D;&#xB3C4; (MIC) &#xCE21;&#xC815; &#xBC0F; &#xAE34; &#xB300;&#xAE30; &#xC2DC;&#xAC04;&#xC774; &#xD544;&#xC694;&#xB97C; &#xD53C;&#xD560; &#xC218; &#xC788;&#xC2B5;&#xB2C8;&#xB2E4;. 16 &#xCD94;&#xAC00; &#xC784;&#xC0C1; &#xAD00;&#xB828; &#xBBF8; &#xADE0; &#xC885;&#xC790;&#xC758; &#xB208;&#xC744; &#xBA40;&#xAC8C; &#xC5F0;&#xAD6C;&#xC5D0;&#xC11C; &#xACE0;&#xAE30;&#xB97C; &#xC62C;&#xBC14;&#xB974;&#xAC8C; &#xC9C0;&#xC815; &#xD558; &#xC5EC; &#xAE09;&#xC18D; &#xD55C; &#xACB0;&#xD569; &#xBC0F; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xC2A4; &#xD65C;&#xC131;&#xD654;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xD56D;&#xC0DD;&#xC81C; &#xC790;&#xD654; &#xC728; &#xD14C;&#xC2A4;&#xD2B8;&#xC758; &#xC131;&#xACF5;&#xC801;&#xC778; &#xAC1C;&#xBC1C;&#xC744; &#xBCF4;&#xC5EC; &#xC90D;&#xB2C8;&#xB2E4;. &#xBBF8;&#xB798; &#xC784;&#xC0C1; &#xC720;&#xD2F8;&#xB9AC;&#xD2F0; &#xC678;&#xC5D0;&#xC774; &#xBC29;&#xBC95;&#xC740; &#xBC15;&#xD14C;&#xB9AC;&#xC544;&#xC640; &#xADF8;&#xB4E4;&#xC758; &#xD56D;&#xC0DD;&#xC81C; &#xC790;&#xD654; &#xC728;&#xC5D0; &#xB300; &#xD55C; &#xB2E4;&#xC591; &#xD55C; &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xC2A4;&#xC758; &#xD6A8;&#xACFC; &#xACF5;&#xBD80; &#xD558; &#xACE0; &#xC704;&#xD55C; &#xD070; &#xC7A0;&#xC7AC;&#xB825;&#xC774; &#xC788;&#xB2E4;.

&#xD669;&#xC0C9; &#xD3EC;&#xB3C4; &#xC0C1; &#xAD6C; &#xADE0;&#xC758; &#xC2E0;&#xC18D; &#xD558; &#xAC8C;, &#xC2A4;&#xD2B8;&#xB808;&#xC2A4; &#xC720;&#xBC1C; &#xD56D;&#xC0DD;&#xC81C; &#xC790;&#xD654; &#xC728; &#xD14C;&#xC2A4;&#xD2B8;&#xB97C; &#xC704;&#xD55C; &#xBBF8;&#xC138; &#xD50C;&#xB7AB;&#xD3FC;.

La aparici&oacute;n y propagaci&oacute;n de la resistencia bacteriana a cada vez m&aacute;s clases de antibi&oacute;ticos se intensifica la necesidad de pruebas cl&iacute;nicas basadas en fenotipo r&aacute;pido para determinar la sensibilidad a los antibi&oacute;ticos. Las pruebas de sensibilidad est&aacute;ndar se basa en la observaci&oacute;n pasiva de inhibici&oacute;n del crecimiento bacteriano en presencia de antibi&oacute;ticos. En este trabajo presentamos una plataforma novedosa microflu&iacute;dicos para las pruebas de susceptibilidad antibi&oacute;tica basada en estr&eacute;s-activaci&oacute;n de v&iacute;as biosint&eacute;ticas que son los objetivos principales de los antibi&oacute;ticos. Elegimos Staphylococcus aureus (S. aureus) como un modelo de sistema debido a su importancia cl&iacute;nica, y seleccionamos la bios&iacute;ntesis de la pared celular bacteriana como el objetivo principal de tanto estr&eacute;s y antibi&oacute;tico. Enzim&aacute;tica y mec&aacute;nica fueron utilizadas para da&ntilde;ar la pared celular bacteriana, y un antibi&oacute;tico &beta;-lactam interfiri&oacute; con el proceso de reparaci&oacute;n, dando por resultado muerte celular r&aacute;pida de cepas que no albergan ning&uacute;n mecanismo de resistencia. En cambio, las bacterias resistentes a segu&iacute;a siendo viables en las condiciones de ensayo. Bacterias, enlazado covalentemente a la parte inferior del canal microflu&iacute;dicos, fueron sometidas a tensiones mec&aacute;nicas de shear creado por medios de cultivo que fluye a trav&eacute;s del canal de microfluidos y al estr&eacute;s enzim&aacute;tico con concentraciones subinhibitorias de la lysostaphin de agente bactericida. Muerte de la c&eacute;lula bacteriana se control&oacute; mediante fluorescencia mediante la tinci&oacute;n de c&eacute;lulas muertas de Sytox Green, y las tasas de homicidio se midieron las muestras bacterianas en presencia y ausencia de oxacilina. Utilizando el modelo susceptible (Sanger 476) y resistencias (MW2) S. aureus, se estableci&oacute; una m&eacute;trica separar Estafilococos resistentes y susceptibles, basados en normalizados valores de fluorescencia despu&eacute;s de 60 minutos de exposici&oacute;n a estr&eacute;s y antibi&oacute;tico. Porque este enfoque innovador no se basa en la metodolog&iacute;a est&aacute;ndar, evita la necesidad de medidas de concentraci&oacute;n m&iacute;nima inhibitoria (CMI) y tiempos de espera larga. Demostramos el desarrollo exitoso de una prueba r&aacute;pida basada en microfluidos y activada por estr&eacute;s de susceptibilidad antibi&oacute;tica designando correctamente los fenotipos de las 16 adicionales cl&iacute;nicamente relevantes S. aureus cepas en un estudio ciego. Adem&aacute;s de utilidad cl&iacute;nica futura, este m&eacute;todo tiene un gran potencial para el estudio de los efectos de diversas tensiones en bacterias y su sensibilidad a los antibi&oacute;ticos.

Una plataforma de microfluidos para las pruebas de susceptibilidad antibi&oacute;tica r&aacute;pida, inducida por el estr&eacute;s de Staphylococcus aureus.

Maxim Kalashnikov

Fraunhofer USA Center for Manufacturing Innovation

Stress-induced Antibiotic Susceptibility Testing on a Chip