Detection of bacteria in biofilms and drug-resistant bacteria using next-generation sequencer and nucleic acid amplification machine

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K18045
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: Kansai Medical University
• Principal Investigator: UEDA Narumi 関西医科大学, 医学部, 助教 (30632757)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 次世代シーケンサー / インプラント周囲感染 / 人工関節周囲感染

Outline of Final Research Achievements

Currentry, bacterial testing using surgical specimens has many challenges. General diagnostic techniques are limited in their capacities to detect low-grade infection because the bacteria are not present in planktonic form but biofilms on implant surfaces. Because of our experiment of any study, we can create Loop-mediated isothermal amplification (LAMP) primers to deal with various infectious diseases. So, we developed PCR method for quantivity of bacteria and LAMP method such as rapid detection of mec A gene which is problematic in clinical settings. Using a next-generation sequencer, we conducted a study using original LAMP primer in cases of peri-articular joint infection caused by multiple coagulase-negative staphylococcal (CNS).

Free Research Field

股関節外科

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

インプラント周囲感染や慢性骨髄炎などは、通常の培養検査による検出がバイオフィルムなどの理由により困難である。 遺伝子検査は現在、人工関節周囲感染ガイドライン (MSIS 2018年)で記載されており、確定診断には不可欠であるものの不明な点が多い。しかし、今後、治療のために必要な情報は、診断を目的とした遺伝子検査以外にも、狭域かつ効果的な抗菌薬の選択が即時に判定できるような抗菌薬耐性遺伝子の情報である。本研究は、特に臨床で問題とされることの多い、mecAをもつブドウ球菌を標的としたサンプル間の抗菌薬感受性や耐性遺伝子の検証であり、病態の解明と同時に診断から治療への応用が期待できる。