В США розробили тест на основі генетично-модифікованого бакетріофага для швидкого виявлення патогенної кишкової палички в воді. Подібні тести необхідні для попередження поширення кишкових інфекцій

Цього року в США спалах інфекції E. coli вразив більше 200 людей та забрав життя п’ятьох з них. Джерелом патогенного штаму E. coli O157:H7 був салат ромен (Lactuca scariola longifolia) з Аризони, на який збудник потрапив, скоріш за все, через забруднену воду для зрошення.

Закон вимагає, щоб фермери надсилали в сертифіковані лабораторії зразки іригаційної води для тестування безпечності. Однак ці аналізи зазвичай забирають 1-2 дні.

Нещодавно команда дослідників з Університету Айови та Global Good/Intellectual Ventures розробила чутливий тест для виявлення одного конкретного штаму кишкової палички в воді за 3 год*.

В бактеріофаг T7NLC, який специфічно розпізнавав та знищував патогенний штам кишкової палички, було вбудовано репортерний ген – ген ферменту люциферази. При потраплянні фага в бактерію ген починав експресуватися, а його продукт – фермент люцифераза – світитися. По цьому світінню можна визначити, чи присутній в розчині даний штам кишкової палички. До ферменту вчені приєднали спеціальний «блок», здатний зв’язуватися з целюлозою задля полегшення детекції ферменту.

Коли вчені додавали генетично-модифікований бактеріофаг разом з целюлозними гранулами до води, забрудненої E. coli, фаги інфікували бактерії. Після експресії фагових білків та утворення нових фагових частинок бактеріальна клітина руйнувалася, фермент люцифераза виходив у розчин, де завдяки згаданому вище «блоку» «прилипав» до целюлозних гранул. Через 90 хв після змішування фагів з пробами вчені рахували кількість експресованого ферменту. Такий підхід дозволяє швидко (загалом менше, ніж за 3 год) виявити кишкову паличку навіть в дуже низькій концентрації – менше 10 колонієутворюючих одиниць на 100 мкл. Всі попередні тест-системи на основі бактеріофагів вимагали значно більшого часу на аналіз.

Бактеріофаги – безпечні для людини агенти, які, завдяки високій специфічності, є перспективними засобами швидкого виявлення бактерій в різних середовищах.  

* Hinkley TC, Garing S, Singh S, Le Ny A-LM et al. Reporter bacteriophage T7NLC utilizes a novel NanoLuc::CBM fusion for the ultrasensitive detection of Escherichia coli in water // Analyst, 2018,143: 4074-4082. DOI:10.1039/C8AN00781K