Utveckling av Point-of-care Diagnostik för Multidrugsresistenta Escherichia coli i Kliniska Isolat från Nepal Development of Point-of-Care Diagnostics for Multidrug Resistant Escherichia coli in clinical isolates from Nepal När vi blir sjuka av en bakterieinfektion skriver läkare ut antibiotika. Antibiotika är kraftfulla läkemedel som botar infektioner genom att antingen döda eller sakta ner bakteriers tillväxt. Den första naturliga antibiotikan som upptäcktes var penicillin, den uppräcktes 1928 av Alexander Flemming. Sen dess har ett stort antal olika antibiotika upptäckts. Antibiotika revolutionerade sjukvården under 1900-talet och ledde till att många allvarliga infektionssjukdomar som tuberkulos utrotades i industriländer. Antibiotikans effektivitet och lättillgänglighet ledde dock till överanvändning, framförallt inom jordbruket. Detta leder till att fler och fler bakterier utvecklar resistens mot antibiotika. Antibiotikaresistens är ett globalt problem men för närvarande är situationen allvarligast i utvecklingsländer.Många strategier har föreslagits för att lösa detta växande problem. Vetenskapsmän letar efter både naturligt förekommande och syntetiska nya antibiotika men hittills har detta varit en mycket långsam process. En viktig strategi för att minska utvecklingen av antibiotikaresistens är att minska felanvändning av antibiotika (som att ta antibiotika för en förkylning eller influensa), eller faktiskt att minska användningen av antibiotika överlag. Detta kräver snabb diagnostik för bakterieinfektioner så att den orsakande bakteriestammen kan identifieras och rätt antibiotika skrivas ut till patienten. Detta skulle leda till kortare behandlingar och att mindre oanvänd antibiotika släpps ut i miljön.Snabba diagnostikmetoder är under intensiv utveckling både inom akademin och industrin. Målet är att orsaken till en infektion ska kunna bestämmas snabbt och enkelt, helst redan under det första läkarbesöket. Med dagens teknik tar en sådan bestämning dock flera timmar även med de absolut snabbaste metoderna. Det finns således ett stort behov av snabbare test som tar under en timme. Utvecklingen inom mikrofluidik och chipbaserade metoder ger oss hopp om att en sådan teknik inte är omöjlig inom den nära framtiden. Ett stort biologiskt problem är dock bristen på s.k. biomarkörer – egenskaper hos en bakterie som kan detekteras och användas för att unikt identifiera just den sortens bakterier. Vissa stammar eller vissa typer av antibiotikaresistens kan identifieras av närvaron av specifika proteiner, tex. enzymet carbapenamase, men i de flesta fallen finns det inga unika markörer.I det här projektet är vårt mål att upptäcka genetiska biomarkörer för patogena bakterier från två sjukhuser i Nepal (Manmohan Memorial Medical College Teaching Hospital and Kathmandu Model Hospital). Fattigdom och andra socioekonomiska faktorer i Nepal har orsakat en betydande ökning av infektioner orsakade av multidrugsresistenta Escherichia coli (MDREC). Behandling av patienter med dessa typer av infektioner skulle hjälpas stort av identifiering av lämpliga biomarkörer. Vi planerar att analysera genomiskt DNA från kliniskt relevanta bakteriestammar från sjukhus i Nepal. Den Nepalesiska forskningsgrupper, lokaliserad i Kathmandu, har stor erfarenhet av isolering och karaktärisering av MDR bakterier. De kommer att isolera genomiskt DNA från dessa bakteriestammar och skicka det till Sverige för analys. Den svenska gruppen, led av professor Suparna Sanyal som designade det här projektet, kommer att använda s.k. shotgun-sekvensering (mha Sci-Life laboratoriet) och avancerad bioinformatik för att identifiera DNA sekvenser som är unika för dessa antibiotikaresistenta bakteriestammar. Dessa unika sekvenser kommer sedan att valideras som potentiella biomarkörer för dessa typer av antibiotikaresistens i de här bakteriearterna.De två forskargrupperna kommer att mötas varje kvartal för att diskutera och utbyta kompetens mellan forskare och studenter. Världsledande experter kommer att bjudas in för att genomföra seminarier om projektämnet och de deltagande forskarna från Nepal kommer att ackommoderas i Sanyallabbet i Uppsala i två till tre månader. Om det här projektet lyckas kommer det att lägga grunden för större projekt i framtiden för snabb diagnostisering av antibiotikaresistenta bakterier och således vara en del i lösningen av det globala problemet med antibiotikaresistens. Vi anser att vi genom det här projektet kan ha en positiv effekt på den socioekonomiska situationen i Nepal. The research question: Antibiotic resistance in bacteria is a global problem. Poverty and related socio-economic factors in Nepal have caused a huge increase in the multidrug resistant Escherichia coli (MDREC). Combating ´antibiotic resistance´ needs ´rational treatment´ - that requires early detection of the pathogen.What will be done:   We aim to develop a point-of-care diagnostics for the MDREC strains in clinical isolates from two hospitals (Manmohan Memorial and Kathmandu Model Hospital) in Nepal. The Nepalese team led by Dr. Basista P. Rijal and Dr. Basudha Shrestha will isolate DNA from the clinical isolates and ship to Sweden. The Swedish team led by Prof. Suparna Sanyal, will employ shotgun sequencing (at Sci-life Lab) and bioinformatics to identify species- and strain-specific biomarkers. DNA microchips will be developed for PCR or RPA based solid detection of MDREC.Mode of Collaboration: We will conduct two joint meetings each year, consisting of workshops and seminars. Experts from the antibiotic field will be invited. The researchers from Nepal will visit Uppsala 2-3 months / year. The Swedish researchers will spend 2 - 3 weeks in Nepal every year. The project will end with an international conference in Nepal.Impact: This project will aid in eradication of the antibiotic resistance problem. Junior researchers and students will receive technical and pedagogic training. If successful, this project will have a positive impact on the socio-economic status of Nepal.