בדיקה חדשה לחיידקים בנוזלים מקלה כמו צפייה בשינוי צבע כדי לאשר את נוכחותם של פתוגנים גורמי מחלות, ומבטיחה בדיקות אבחון קלות בהרבה ובטיחות מזון גבוהה יותר.
מהנדסים וביוכימאים באוניברסיטת מקמאסטר חיברו את כישוריהם כדי לאפשר למשתמשים לא מאומנים לאשר זיהום בנוזלים באמצעות בדיקת ביוג'ל שמשנה את צבעה בנוכחות חיידקים כגון E. coli, ליסטריה ומטרות בדיקה תכופות אחרות.
הבדיקה משתמשת בבקטריופאג'ים לא מזיקים המוטמעים בג'ל כדי לאתר חיידקי מטרה בדגימת נוזל כגון מי אגם, שתן או מיכל חלב, אפילו בריכוזים נמוכים.
בקטריופגים הם צורת החיים הנפוצה ביותר על פני כדור הארץ. כל צורה של בקטריופאג' מתמחה להרוס צורה אחת של חיידקים.
בבדיקה, פאג'ים – כפי שהם נקראים באופן לא פורמלי – מוצאים ותוקפים את חיידקי המטרה בדגימה, מה שגורם לחיידקים לשחרר כמויות מיקרוסקופיות של חומר תוך-תאי שהבדיקה יכולה לקרוא, מה שגורם לשינוי צבע הנראה לעין. אם המדגם נקי, הצבע נשאר זהה.
התהליך החדש אורך שעות ספורות, ומפיק תוצאות הרבה יותר מהר מאשר תרביות מעבדה, שיכולות לקחת יומיים כדי ליצור תוצאות.
"השתמשנו בכוח ההרס של הפאג'ים כדי להרוג חיידקים ולפתור זיהומים במשך שנים", אומר זינב חוסיינידוסט, פרופסור חבר להנדסה ביו-מדיה וכימית המחזיק בקתדרה למחקר בקנדה ב-Bacteriophage Bioengineering. "כאן, אנחנו מעבירים את הכוח הזה בדרך אחרת. מכיוון שפאג'ים יכולים לפרוץ חיידקים, הם יכולים לתת לנו גישה מהירה למרכיבים הביולוגיים של אותם חיידקים שבהם אנו משתמשים כדי לאשר את נוכחותם."
הבדיקה, המתוארת במאמר חדש שפורסם בכתב העת חומרים מתקדמיםהיא האחרונה בסדרה של טכנולוגיות שפיתחה הקבוצה, כולן מכוונות להציב טכנולוגיה פשוטה בהישג ידם של יצרנים, קמעונאים, צרכנים ואנשי מקצוע רפואיים.
"כעת יש לנו כלי שניתן להשתמש בו בדגימות מזון, דגימות סביבתיות ודגימות קליניות", אומר הסופר הפופולרי טוהיד דידר, פרופסור חבר להנדסה מכנית וביו-רפואית המחזיק בקתדרה למחקר בקנדה בננו-ביו-חומרים. "היום, אנשים שחושדים שיש להם דלקת בדרכי השתן חייבים לבקר רופא ולפעמים להמתין ימים לתוצאה. הטכנולוגיה הזו תקל מאוד על אנשים לבדוק את עצמם בבית ולקבל תוצאה תוך מספר שעות. "
העבודה הקודמת של הקבוצה כוללת יצירת ספריית בדיקות ניידת כדי להתאים פאג'ים לזיהומים עמידים לאנטיביוטיקה שאינם ניתנים לטיפול, בדיקת זיהום המשולבת באריזות מזון ומערכת אחסון יציבה בטמפרטורה עבור חיסונים חיים.
הקבוצה אישרה את הרעיון של הבדיקה החדשה ביותר שלהם באמצעות דגימות שתן ממטופלים ב- Hamilton Health Sciences, ובכל המקרים, תוצאות הבדיקה הניסיונית הניבו את אותן תוצאות כמו בדיקות מעבדה מסורתיות. הבדיקה גם עבדה במדויק כדי לזהות אי קולי בדגימות מי אגמים.
ניתן להתאים את הבדיקה החדשה לכל חיידק באמצעות בקטריופאג'ים ובדיקות DNA המכוונות באופן ספציפי לחיידקים כמו ליסטריה וסלמונלה.
פאגים יכולים לדפוק על כל דלת ביולוגית, אבל הם ייכנסו רק לאלה שהם מתוכנתים למצוא. הספציפיות הזו היא יתרון עצום לזיהוי מהיר ומדויק, אפילו ברמות נמוכות".
קרלוס פיליפה, פרופסור להנדסה כימית ומחבר בכיר על המאמר
בדיקה כזו הייתה יכולה לספק זיהוי מוקדם ומדויק בזיהום הליסטריה האחרון של חלב צמחי שהרג שניים, חולה 10 וגרם להיזכרות נרחבת בקנדה, אומרים החוקרים.
"טכנולוגיה זו יכולה להועיל בהגבלת התפרצויות מהירה", אומר מחבר שותף אקנשה פראסד, מלומד ונייר ודוקטורנט בהנדסה ביו-רפואית. "אם היה לך משהו במקרר שאתה מודאג לגביו, הבדיקה הזו יכולה ליידע אותך אם הוא בטוח לצריכה."
בדיקת זיהום בנוזלים מורכבים כמו חלב, דם או שתן היא מאתגרת במיוחד, מה שהופך חלופות פשוטות ואמינות כמו הבדיקה החדשה לשימושיות מאוד, אומרים החוקרים, שמקווים לעבוד עם שותפים מסחריים כדי להביא את הטכנולוגיה לשוק.
"ברגע שיש לנו את האישורים והשותפויות המתאימים להעביר את המבחן הזה לשוק, זה יכול להיות מאוד שימושי במסגרות רבות", אומרת המחברת הראשית של המאמר חנה מאן, דוקטורנטית להנדסה כימית וביו-הנדסה. "לכ-12% מהקנדים אין גישה למים בצנרת עירונית, למשל, וזה יכול להביא להם הרבה שקט נפשי".
המחברים הנוספים של העיתון הם Yingfu Li, Shadman Khan, Feresheteh Bayat, Jimmy Gu וקייל ג'קסון.
