Eine neuartige, schnell durchführbare biolumineszenzbasierte Methode zur Prüfung der antimikrobiellen Empfindlichkeit basierend auf dem Verbrauch von Adenosintriphosphat

Einleitung Standardisierte, phänotypische Methoden zur Prüfung der antimikrobiellen Empfindlichkeit (AST) erfordern 16–20 Stunden Inkubation und gelten als Engpass bei der Bereitstellung zeitgerechter Informationen für die angemessene antimikrobielle Behandlung. In dieser Studie wurde eine neuartige, auf Adenosintriphosphat (ATP) basierende biolumineszenzmetode beschrieben, die eine schnelle AST innerhalb von 3 Stunden ermöglicht. Methoden Die standardisierte AST wurde für 56 Enterobacterales-Isolate unter Verwendung der EUCAST-Diffusionsscheibenmethologie (DD) durchgeführt. Für die biolumineszenzbasierte schnelle AST wurden Bakteriensuspensionen unter Verwendung von Mueller-Hinton-Brühe hergestellt, um eine Trübung von 0,5 McFarland zu erreichen. Die Suspensionen wurden in 96-Well-Mikrotiterplatten verteilt. ATP (20 mM) und feste Konzentrationen verschiedener Antibiotika wurden hinzugefügt. Nach einer Inkubation bei 37°C für 1 Stunde wurde ein lumineszentes Reaktionsgemisch, einschließlich des Substrats Luciferin und Lösungen des Luciferaseenzyms, hinzugefügt. Die Chemilumineszenz wurde unter Verwendung eines Imaging-Systems überwacht. Die Lichtproduktion zeigte das Vorhandensein von ATP, was darauf hinwies, dass das Isolat empfindlich gegenüber dem Antibiotikum im Well war. Das Fehlen oder die Abnahme der Lichtintensität im Vergleich zur Wachstums-Kontrollwand wies auf die Verwendung von ATP als indirektes Maß für das Bakterienwachstum hin, und somit auf die Resistenz gegenüber dem Antibiotikum im Well. Ergebnisse Die neuartige AST-Methode wurde mit insgesamt 348 Testwells getestet. Es wurde eine Übereinstimmung für 290 (83,3 %) der Tests erreicht, während 52 (14,9 %) und 6 (1,7 %) Tests geringfügige bzw. schwerwiegende Fehler verursachten. Diskussion In dieser Studie wurde eine biolumineszenzbasierte schnelle AST entwickelt, die auf dem Verbrauch von ATP durch Bakterien basiert. Die Einzigartigkeit unserer Methode beruht darauf, den ATP-Verbrauch durch Mikroorganismen in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Antibiotikums zu bestimmen. Die in dieser Studie beschriebene neuartige AST-Methode legt den Grundstein für die Erlangung schneller Ergebnisse, die als Machbarkeitsnachweis betrachtet werden sollten. Mit weiteren Optimierungsstudien kann diese neuartige Methode höhere Genauigkeit bieten und in die klinische Praxis als routinemäßige AST-Methode eingeführt werden.