該計畫旨在加快抗生素的發現和解決抗生素耐藥性問題
東北大學的研究人員金·路易士(Kim Lewis)正在帶頭加快新抗生素的發現，這是一個多機構計畫的一部份，旨在解決日益嚴重的抗生素耐藥性問題。
「這是一個大問題，因為大約50年前我們基本上停止了引入新型抗生素，」路易士說，他是東北大學抗菌藥物發現中心的傑出生物學教授和主任。
路易士說:「細菌繼續獲得和傳播耐藥性，這導致了抗菌素耐藥性危機，世界衛生組織稱之為緩慢移動的流行病」，每年造成近500萬人死亡。
加速技術的目標是使用高通量方法和微流體來加速新抗生素的發現。
來自9個州和英國的25個研究小組的科學家將開發新的工具，包括單細胞測定和機器學習，以診斷和治療被證明對當前療法有抗藥性的細菌感染。
「現有的抗生素來自不到1%的物種，」路易士說。這意味著絕大多數細菌物種的抗菌能力還沒有經過測試。
他和他的團隊開發了一種從土壤細菌中發現抗生素的新方法，這種方法將單個細胞封裝成微滴，可以以每天1000萬個物種的速度進行測試，而不是在10年的時間裏以10萬個物種的速度進行測試。
路易士的研究是由哈佛醫學院的約翰·保爾森領導的一項聯邦合約的一部份。由Paulsson開發的一種微流體方法將每個細胞置於微流體裝置的通道中，使其視覺化，這將進一步促進新抗生素的發現，Lewis說。
「到目前為止，篩查使用的是20世紀初的技術，」他說。「采用這種先進的篩選平台將提高發現新型抗生素的機會。」
「傳統的方法是拿一個培養皿，均勻地散布測試病原體。然後把潛在的生產者放在培養皿上。如果它在制造抗生素，你會看到一個抑制區，將你的生產者的菌落與你的測試病原體的草坪分開。這是標準技術。」
路易士說:「我們正在利用微流體技術和快速掃描雷射顯微鏡將這一技術帶入21世紀，這些技術可以同時觀察1000萬個細胞，並確定它們發生了什麽。」
依靠在世界各地收集的土壤樣本，但主要是在美國，「我們從環境中制造細胞懸浮液。然後懸浮的細胞進入微流控芯片，微流控芯片有點像河流，有側通道。」
「大約有1000萬個這樣的副頻道。懸浮液被稀釋，使每個通道大約有一個細胞進入通道。現在這個細胞可以開始生長，產生子細胞，產生任何它想要產生的東西。」
連線微小通道的連結——只有千分之一公釐——被開啟以允許抗生素擴散以檢測病原體。
接下來，掃描雷射顯微鏡「可以告訴我們測試病原體是否正在分裂，」路易士說。「如果細胞停止生長，我們就知道它受到了抗生素的攻擊。」
目前臨床上使用的大多數抗生素都是從放線菌中分離出來的，路易士說，很久以前放線菌被「過度開采」，導致了抗菌素耐藥性危機。
他說，他在東北大學的團隊已經開始在放線菌細菌外挖掘，並行現了「非常有趣的新化合物，目前正在開發對抗多藥耐藥病原體的化合物。」
路易士說，他的實驗室有發現新抗生素的記錄，「現在我們要做得更好、更快。」
