抗菌薬耐性（AMR）研究

マイクロ流体ドロップレット技術はAMR研究をどう加速するのか？

抗菌薬耐性（AMR）は、世界的な公衆衛生上の重大な課題です。感染症治療の失敗や医療安全性の低下を招き、今後さらに深刻化すると予測されています。従来の抗菌薬感受性試験（AST）は信頼性が高い一方で、時間がかかり、稀な耐性菌を見逃す可能性があります。こうした課題を解決する技術として、マイクロ流体ドロップレットが注目されています。

マイクロ流体ドロップレット技術とは？
この技術は、ピコリットルサイズのドロップレット（液滴）を大量に生成し、それぞれを独立した微小反応場として扱います。ドロップレット内に細菌を一細胞レベルで封入することで、従来法では困難だった高感度・ハイスループットな解析が可能になります。

主な特徴

  • シングルセル解析：ヘテロ耐性菌など、極めて低頻度の耐性細胞を検出できます。
  • 高速・ハイスループット：毎秒数千のドロップレットを生成し、短時間でASTを実施できます。
  • 均一な微小環境：抗菌薬濃度勾配やストレス条件を精密に制御できます。
  • 低コスト・省試薬：微量試薬で実験できるため、コスト効率に優れています。

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    AMR研究への応用

  • 稀な耐性菌の検出
    ヘテロ耐性菌は治療失敗の原因となりますが、ドロップレット技術では液滴単位で増殖を観察し、10⁻⁶レベルの頻度でも検出可能です。
  • 薬剤組み合わせスクリーニング
    複数の抗菌薬を同時に試験し、最適な組み合わせを短時間で探索できます。臨床応用に向けたプロトタイプも報告されています。
  • 耐性進化の追跡
    液滴型マイクロケモスタットを用いることで、耐性獲得や喪失の過程を長期的に観察できます。
  • 遺伝子型と表現型のリンク
    液滴内でゲノム解析と薬剤応答を同時に評価し、耐性メカニズムを単一細胞レベルで解明できます。

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    今後の展望
    創薬への応用としては、未培養微生物や新規抗菌化合物の探索にもマイクロフルイディック・ドロップレット技術の活用が期待されています。さらに、AI解析との統合が進むことで、画像解析やラマン分光などの手法と組み合わせることにより、より高精度な評価が可能となります。加えて、臨床現場への導入においては、サンプルから結果までの自動化や標準化が進展すれば、24時間以内に迅速な抗菌薬感受性試験（AST）を実現できると考えられます。

    マイクロ流体ドロップレット技術は、AMR研究における速度・感度・スループットを飛躍的に向上させる可能性のある革新的なプラットフォームです。

     
    マイクロドロップレットジェネレーター （Microfluidic Droplet Generator）μ-Droplet NTSは、送液系に無脈動マイクロ流体ポンプシステムと精密マイクロ流路チップを標準採用しており、マニュアル操作では実現の難しいハイスループットで高品質・高再現性のドロップレット生成を可能にします。
    マイクロ ドロップレットジェネレーター Microfluidic Droplet Generator ゲルマイクロドロップレット DMDGS ＮＴサイエンス
    ＞＞マイクロドロップレットジェネレーター （Microfluidic Droplet Generator）μ-Droplet NTSの詳細

    参考文献：

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