LAMP-analys kontra PCR för detektion av blaNDM-1- och blaKPC-gener

Karbapenemresistens i gramnegativa bakterier har blivit ett världsomspännande problem och har orsakat en global epidemi som fortsätter att växa.

New Delhi metallo-beta-laktamas 1 (NDM-1) enzym som ger multiläkemedelsresistens kodas av New Delhi metallo-beta-laktamas 1 gen (blaNDM-1)]. NDM-1 inaktiverar stora klasser av betalaktamantibiotika inklusive karbapenemer genom att klyva b-laktamringar. NDM-1 rapporterades i 11 olika bakteriearter inklusive Escherichia coli, Klebsiella sp., Shigella boydii och Vibrio cholera, vilket indikerar potentialen för horisontell genöverföring.

Klebsiella pneumoniae karbapenemas (KPC) enzymer, som tillhör klass A (serin karbapenemaser) och hämmas av boronsyra, har snabbt blivit ett globalt problem bland Enterobacteriaceae, Pseudomonas aeruginosa och Acinetobacter baumannii.

Vid behandling av infektionssjukdomar är administrering av adekvata antimikrobiella medel väsentligt för att förhindra uppkomst och spridning av resistenta bakterier. Konventionell antimikrobiell känslighetstestning (AST), baserad på bakterietillväxt, är dock tidskrävande; därför behövs en snabb, enkel analys för att snabbt kunna välja lämpliga antibiotika i kliniska laboratorier, såsom loop-medierad isotermisk amplifiering (LAMP).

LAMP, utvecklad av den japanska forskaren Notomi, är en ny genamplifieringsmetod som kan fullborda DNA-amplifiering under isotermiska förhållanden. LAMP är en amplifieringsteknik för strängförskjutning, som använder en uppsättning av 4 till 6 specialdesignade oligonukleotidprimrar och ett specifikt DNA-polymeras (Bst). Via processen för strängförskjutningsamplifiering produceras en hantel-DNA-struktur som fungerar som en mall för cykelamplifiering. Avsaknaden av ett behov av en termocykler, reaktionshastigheten och gör LAMP till en lovande plattform för utveckling av ett enkelt och känsligt patientnära verktyg för molekylär detektering av gener i resursbegränsade miljöer.

LAMP är den mest populära och väletablerade nukleinsyraamplifieringstekniken bland alternativen för polymeraskedjereaktionen (PCR). Stegen för genetisk testning inkluderar nukleinsyraextraktion från proverna, genamplifiering och detektion. Dessa steg kräver avsevärd skicklighet och dyrbar utrustning och faciliteter, vilket gör det svårt att utföra praktiska tester på vilken plats som helst. För att övervinna dessa begränsningar utvecklades en ny genamplifieringsmetod, LAMP-reaktion, som kombinerar snabbhet, enkelhet och hög specificitet.