LAMP-Assay versus PCR zum Nachweis von blaNDM-1- und blaKPC-Genen

Carbapenem-Resistenz bei gramnegativen Bakterien ist zu einem weltweiten Problem geworden und hat eine globale Epidemie verursacht, die weiter zunimmt.

Das Metallo-Beta-Lactamase 1 (NDM-1)-Enzym aus Neu-Delhi, das Multi-Arzneimittel-Resistenz verleiht, wird durch das Metallo-Beta-Lactamase-1-Gen (blaNDM-1) aus Neu-Delhi kodiert]. NDM-1 inaktiviert wichtige Klassen von Beta-Lactam-Antibiotika, einschließlich Carbapeneme, indem es Beta-Lactam-Ringe spaltet. NDM-1 wurde in 11 verschiedenen Bakterienarten, darunter Escherichia coli, Klebsiella sp., Shigella boydii und Vibrio cholera, nachgewiesen, was auf das Potenzial eines horizontalen Gentransfers hinweist.

Klebsiella pneumoniae-Carbapenemase (KPC)-Enzyme, die zur Klasse A (Serin-Carbapenemasen) gehören und durch Boronsäure gehemmt werden, sind schnell zu einem globalen Problem unter den Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa und Acinetobacter baumannii geworden.

Bei der Therapie von Infektionskrankheiten ist die Verabreichung geeigneter antimikrobieller Mittel wesentlich, um das Auftreten und die Ausbreitung resistenter Bakterien zu verhindern. Herkömmliche Antibiotika-Empfindlichkeitstests (AST) auf Basis des Bakterienwachstums sind jedoch zeitaufwändig; Daher ist ein schneller, einfacher Assay für die rechtzeitige Auswahl geeigneter Antibiotika in klinischen Labors erforderlich, wie z. B. Loop-Mediated Isothermal Amplification (LAMP).

LAMP, entwickelt vom japanischen Forscher Notomi, ist eine neuartige Genamplifikationsmethode, die die DNA-Amplifikation unter isothermen Bedingungen vervollständigen kann. LAMP ist eine Strangverdrängungs-Amplifikationstechnik, die einen Satz von 4 bis 6 speziell entwickelten Oligonukleotid-Primern und eine spezifische DNA-Polymerase (Bst) verwendet. Über den Prozess der Strangverdrängungsamplifikation wird eine hantelförmige DNA-Struktur erzeugt, die als Matrize für die Zyklusamplifikation dient. Das Fehlen eines Thermocyclers, die Geschwindigkeit der Reaktion und LAMP machen LAMP zu einer vielversprechenden Plattform für die Entwicklung eines einfachen und empfindlichen patientennahen Werkzeugs für den molekularen Nachweis von Genen in Umgebungen mit begrenzten Ressourcen.

LAMP ist die beliebteste und etablierteste Nukleinsäure-Amplifikationstechnologie unter den Alternativen für die Polymerase-Kettenreaktion (PCR) . Die Schritte des Gentests umfassen die Nukleinsäureextraktion aus den Proben, die Genamplifikation und den Nachweis. Diese Schritte erfordern beträchtliches Geschick und teure Ausrüstung und Einrichtungen, was ein bequemes Testen an einem gegebenen Ort schwierig macht. Um diese Einschränkungen zu überwinden, wurde eine neue Genamplifikationsmethode, die LAMP-Reaktion, entwickelt, die Schnelligkeit, Einfachheit und hohe Spezifität kombiniert.