A baktériumok jelölésmentes detektálásának áttekintése: a kihívást jelentő gyakorlati alkalmazásoktól az alapkutatási szempontokig
Nanobioszenzorika Laboratórium
("Lendület" Kutatócsoport)
2022. március 22.
A jelen munkában összefoglalt kiváló eredmények ellenére az újszerű, jelölésmentes szenzortechnológiák alkalmazása a biológiai alapkutatásban még mindig ritka; az irodalomban a heurisztikus munka dominál, többnyire egy adott analit jelenlétét és mennyiségét figyelik. Ennek az áttekintésnek (Beatrix Péter, Eniko Farkas, Sandor Kurunczi, Zoltán Szittner, Szilvia Bősze, Jeremy J. Ramsden, Inna Szekacs, Robert Horvath. Review of label-free monitoring of bacteria: From challenging practical applications to basic research perspectives.Biosensors, 2022) a célja az, hogy (i) áttekintést adjon a jelölésmentes bioszenzorok jelenlegi helyzetéről a baktériumok monitorozásában, és (ii) hogy összefoglalja a lehetséges új, biológiai vonatkozású irányokat a jövőbeli fejlesztés elindításához. Az optikai, mechanikai és elektromos érzékelő technológiákat részletesen tárgyaljuk a baktériumok megfigyelésében. Annak érdekében, hogy áttekinthessük a vázolt technikák lehetséges jövőbeni alkalmazását a baktériumkutatásban, összefoglaljuk a baktériumsejtek adhéziója és túlélése szempontjából lényeges kinetikai folyamatokat. Ezek a folyamatok potenciális célpontjai a korszerű jelölésmentes technológiákat alkalmazó kinetikai vizsgálatoknak, új alapvető szempontok feltárása érdekében. Az antibakteriális szerekkel és más antimikrobiális anyagokkal szembeni rezisztencia, a bakteriális adhézió legfontosabb biológiai mechanizmusai, az adhézió szabályozására irányuló stratégiák, valamint a baktérium-emlős gazdasejt kölcsönhatások a bioszenzorok jövőbeli fejlesztése és alkalmazása szempontjából is kulcsfontosságúak.
A baktériumok bioszenzoros detektálási módjainak és a rezisztencia kimutatási módjainak összefoglalása. A minták előkészítésre lehet szükség a baktériumok lizálásához), hogy felszabadítsák a baktérium-komponenseket (első oszlop). A mérések történhetnek egész sejtekkel is, ebbe az esetben nincs szükség mintaelőkészítésre (második oszlop). Néhány bioszenzor érzékeli az antibiotikum rezisztenciát is. Két lehetőség van: a baktériumok szaporodásának mérése és monitorozása az antibiotikum kezelés során (harmadik oszlop), vagy pedig bizonyos rezisztencia faktorok vagy bakteriofág-baktérium kölcsönhatás mérése (negyedik oszlop).
