Panduan
Baru-baru ini, tim peneliti dari Okinawa Graduate School of Science and Technology (OIST) di Jepang telah mengembangkan alat baru yang akan membawa peluang baru untuk perjuangan tanpa akhir antara manusia dan bakteri, serta kabar baik untuk penelitian obat.
Latar Belakang
Obat antibakteri dapat membunuh bakteri dan mengobati infeksi bakteri. Namun, pada saat yang sama, bakteri juga akan menghasilkan resistensi terhadap obat antibakteri untuk melindungi diri dari ancaman yang disebut "resistensi bakteri".
Resistensi bakteri merupakan ancaman serius bagi keamanan kesehatan masyarakat global. Dalam beberapa tahun terakhir, resistensi bakteri terhadap antibiotik telah menjadi topik yang sangat memprihatinkan. Resep biasa secara bertahap menjadi tidak efektif, yang juga membunyikan alarm bagi institusi medis.
Inovasi
Oleh karena itu, peneliti sangat membutuhkan solusi yang lebih efisien untuk menguji metode alternatif terkait. Baru-baru ini, tim peneliti di Okinawa University of Science and Technology (OIST) menemukan caranya.
(Sumber gambar: OIST)
Dari kiri ke kanan: Tuan Kang-Yu Chu, Dr. Riccardo Funari, dan Dr. Nikhil Bhalla menggabungkan keterampilan mereka yang berbeda untuk memproses biofilm.
Dalam makalah yang diterbitkan di ACS Sensors, para ilmuwan mempelajari sejenis struktur mikroba, yang juga dikenal sebagai "biofilm": sel-sel bakteri bergabung membentuk matriks berlendir.
Biofilm tidak hanya bermanfaat bagi bakteri, bahkan dapat melawan antibiotik yang biasa digunakan. Karena biofilm memiliki karakteristik seperti itu, maka biofilm akan mencemari lingkungan dan industri, serta menghasilkan efek yang merugikan, seperti mencemari produksi makanan dan memblokir jalur pipa pengolahan limbah. Begitu biofilm menyerang peralatan medis, bahkan dapat menyebabkan konsekuensi yang fatal.
Memahami bagaimana biofilm terbentuk adalah kunci untuk menemukan cara mengalahkannya. Penelitian ini telah memungkinkan para ilmuwan OIST di berbagai bidang seperti bioteknologi, rekayasa nano, dan pemrograman perangkat lunak bersatu untuk memecahkan masalah ini.
teknologi
Tim secara khusus mempelajari kinetika perakitan biofilm: reaksi biokimia yang memungkinkan bakteri menghasilkan struktur matriks yang saling berhubungan. Mengumpulkan informasi tentang reaksi ini akan membantu Anda mengetahui obat dan bahan kimia apa yang digunakan untuk menghentikannya.
Tim berharap dapat memantau pertumbuhan biofilm pada frekuensi tertentu yang diperlukan untuk mengetahui biofilm. Namun, saat ini tidak ada alat untuk membantu mereka. Oleh karena itu, mereka memodifikasi alat yang ada menjadi desain mereka sendiri. Nikhil Bhalla, Ph.D. dari Departemen Mikro / Biologi / Nanofluid OIST, di bawah kepemimpinan Profesor Amy Shen, menemukan pendekatan tingkat nano. Dia berkata: "Kami telah menciptakan microchip yang mikrostrukturnya memungkinkan pertumbuhan E. coli. Mereka ditutupi oleh struktur nano berbentuk jamur. Batang struktur jamur adalah silikon dioksida dan tutup atasnya berwarna emas."
Keripik berbentuk jamur nano digunakan untuk menumbuhkan koloni untuk pengujian (Sumber gambar: OIST)
Sekarang, semua tim ingin menemukan beberapa bakteri untuk dipelajari. Tim tersebut meminta bantuan Departemen Biologi Sel Struktural OIST, dan dengan bantuan Dr. Bill Söderström, mereka memperoleh strain E. coli pada permukaan chip berbentuk jamur untuk penelitian.
Ketika jamur ini diterangi oleh sinar yang ditargetkan, mereka menyerap cahaya melalui resonansi plasmon permukaan lokal (LSPR). Dengan mengukur perbedaan panjang gelombang cahaya yang masuk dan keluar chip, para ilmuwan dapat mengamati pertumbuhan bakteri tanpa mengganggu benda uji dan mempengaruhi hasil pengujian.
(Sumber gambar: referensi [2])
Dr. Riccardo Funari, ahli biologi residen tim, berkata: "Ini adalah pertama kalinya kami menggunakan teknologi penginderaan ini untuk mempelajari bakteri. Namun, masalah yang kami temukan adalah kami tidak dapat memantaunya secara real time."
Namun, melalui pengaturan LSPR, aliran data dapat terus diperoleh, tetapi perangkat lunak baru diperlukan agar dapat berfungsi secara efektif. Untungnya, teknisi Kang-yu Chu memecahkan masalah ini dengan keterampilan pemrogramannya.
Keripik berbentuk jamur nano diuji dengan peralatan LPSR (sumber foto: OIST)
Kang-yu berkata: "Kami telah membuat program pengukuran otomatis yang dapat melakukan analisis waktu nyata berdasarkan perangkat lunak yang ada. Ini memungkinkan kami untuk memproses data dengan satu klik. Ini sangat mengurangi pekerjaan manual dan memungkinkan kami untuk memperbaiki masalah yang terjadi dalam percobaan. . "
nilai
Sekarang, tiga teknologi digabungkan untuk membuat alat bench-top ini, yang dapat digunakan di hampir semua laboratorium. Para peneliti juga berencana untuk membuat miniatur alat ini menjadi perangkat portabel untuk serangkaian aplikasi penginderaan biologis.
Funari berkata: "Langkah selanjutnya adalah penelitian mikroba yang relevan secara klinis. Kami sangat senang dengan aplikasi ini. Ini akan menjadi alat yang hebat untuk menguji berbagai jenis obat bakteri di masa depan." Setidaknya untuk saat ini, manusia berada pada posisi terdepan dalam memerangi bakteri.
Kata kunci
Bakteri, medis, chip, optik, pemrograman
Referensi
[1] https://www.oist.jp/news-center/news/2018/8/15/chips-light-and-coding-moves-front-line-beating-bacteria
[2]
- Perangkat pengiriman obat yang fleksibel: akan mempromosikan pengobatan presisi yang dipersonalisasi!
- kabar baik! Wasit Tiongkok boleh memasuki Piala Dunia lebih cepat dari jadwal, tim nasional sepak bola harus bergegas
- 5 desa kuno terindah di Shantou, berapa banyak yang pernah Anda kunjungi, salah satunya adalah rumah ibu mertua Lu Xun
- Perwakilan dari meriam baja kecil Dongying, model yang dibuat untuk performa, tapi sayangnya sudah dihentikan
- Rumah Tardelli selanjutnya ditentukan? Terungkap bahwa Jiangsu Suning ingin membuang kelebihan tim dan membentuk trisula lapangan depan
- Ada sebuah rumah aneh yang tersembunyi di Chaoshan Setelah 300 tahun, kukunya masih belum bisa ditembus, sungguh mengejutkan!