Бакпосів і чашки Петрі: діагностика і мистецтво

В останній день травня, понад 150 років тому, народився Юліус Ріхард Петрі — німецький мікробіолог, ім'я якого сьогодні носять відомі всім круглі прозорі плоскі ємності, чашки Петрі. Здавалося б, що за дрібниця — скляна лабораторна каганець? Але винахід Петрі вчинила свого роду революцію в мікробіології та, зокрема, в діагностиці бактеріальних інфекцій. Сьогодні чашки Петрі — обов'язковий інструмент при проведенні бактеріального посіву, одного з найбільш точних методів виявлення інфекцій. MedAboutMe розповість, про що говорять космічної краси бактеріальні зображення в чашках Петрі, а також про те, чому один з найстаріших методів діагностики досі користується повагою і популярністю у лікарів.

Як лікарі шукають бактерій?

Коли в організмі буяє патогенна інфекція або умовно-патогенні мікроорганізми, «відчувши волю», починають розмножуватися з небезпечної для людини швидкістю, діагностувати хворобу можна різними способами. Іноді досить аналізу крові, але в деяких випадках необхідно взяти зразок біологічної рідини пацієнта і з'ясувати, чи є там патогенні мікроорганізми.

Бактерії, як відомо — це мікроскопічні створення, яких неозброєним оком не побачиш. Існують різні методи їх виявлення, які мають свої мінуси і плюси.

• Мікроскопічний метод.

У пацієнта береться мазок, наприклад, з піхви, наноситься на спеціальне предметне скельце, іноді обробляється або забарвлюється особливим чином і вивчається під мікроскопом. Але є нюанс. Мікробів, звичайно, можна розгледіти за допомогою мікроскопа, але для цього добре б, щоб вони точно були в тому зразку біологічної рідини, що взятий на аналіз. А то ж можна і «промахнутися», бактерій під окулярами не опиниться, і в підсумку буде поставлений псевдонегативну діагноз. Людина продовжить хворіти, не розуміючи, як же так — адже аналізи чисті.

• Метод ПЛР.

Можна проаналізувати зразок, узятий у пацієнта, методом ПЛР (полімеразна ланцюгова реакція). Здавалося б, такий серйозний метод діагностики — показує наявність бактерій по їх ДНК в пробі. І нікуди, на відміну від мікроскопічних методів діагностики, що не сховаєшся! Але і в цій ретельності теж є свої мінуси. ПЛР настільки «глибоко копає», що може знайти ДНК бактерій, вже загиблих в ході раніше проведеного лікування. Тобто, в цьому випадку мова йде про хибнопозитивні результати: інфекції немає, а аналіз говорить, що є. І навпаки, ПЛР-аналіз може не визначити свежемутіровавшіе штами деяких інфекцій, що призведе до помилково негативні результати.

• Бактеріальний посів.

Але є метод, що дозволяє побачити все живе, що є в зразку біологічної рідини. Для цього треба просто дати йому вирости. Надати комфортні умови і харчування, після чого уважно розглянути результат.

Чашки Петрі та мікробіологія

Висівання біологічного матеріалу на поживних середовищах — найстаріший метод дослідження бактеріальних мікроорганізмів.

Головною проблемою мікробіологів XIX століття було домогтися чистоти культури. Бактерії, як відомо, присутні скрізь — на всіх можливих поверхнях. Вкрай складно було виростити колонію бактерій тільки одного виду, що не ізолювавши ємність з живильним желатиновой середовищем від проникнення інших мікроорганізмів, які теж були б раді дістатися до «безкоштовної» їжі. Пробірки, чарки — що тільки не пробували використовувати вчені. Зрештою, скляну пластину з желатинової підкладкою, на якій росли колонії бактерій, стали накривати важким скляним ковпаком. Це дійсно захищало культуру від проникнення бактерій ззовні, але було вкрай незручно для роботи.

Ідеальне рішення в 1887 році запропонував молодий вчений Юліус Ріхард Петрі з лабораторії знаменитого мікробіолога Роберта Коха. Саме Петрі першим запропонував робити плоскі скляні тарілки і накривати їх аналогічними, трохи більшими за діаметром кришками. Така конструкція не тільки захищала культуру від проникнення сторонніх мікроорганізмів, але і дозволяла вдумливо вивчати її під мікроскопом, не відкриваючи кришку.

Сьогодні чашки Петрі роблять зі скла і з полістиролу. Вони бувають самих різних діаметрів і знайшли застосування і в інших областях людської діяльності — в тераріумістики, для препарування дрібних тварин, а також для роботи з невеликими друкованими платами.

Бактерії і сучасне мистецтво

Бактерії утворюють колонії, причому ці колонії в залежності від виду мікроорганізму, мають певну форму, розмір, колір, рельєфність і інші характеристики. Колонія — це чиста культура даного виду бактерій, бери і вивчай на благо пацієнта.

Деякі колонії являють собою дивовижні за красою живі композиції. Численні фото в інтернеті чашок Петрі з різноманітними різнобарвними бляшками — це і є зображення бактеріальних колоній. Залежно від того, як і чим наносилися на середу мікроорганізми, можна отримати зачаровують за багатством фарб і складності фактури зображення.

Не дивно, що вже кілька років поспіль Американське суспільство мікробіології (ASM) проводить виставку Agar Art. Картинами є малюнки бактеріями на агарі (це заміна желатину в культуральних середовищах). Мікробіологи «малюють» дріжджами (молочниця) і клебсієлами (пневмонія), стрептококами та іншими патогенними бактеріями. І найчастіше роль полотна виконують чашки Петрі.

Плюси і мінуси бакпосева

Якщо бактеріальний посів такий хороший, чому ж його не використовують завжди при діагностиці бактеріальних інфекцій? — Тому що за тривалістю це самий незручний з усіх можливих тестів. Дослідження методом ПЛР займає всього лише кілька годин, мікроскопія — і того менше. А на бакпосев потрібно від 3 до 10-12 днів — залежно від швидкості росту того чи іншого мікроорганізму.

Перевага бакпосева в тому, що це не тільки якісний, але і кількісний метод діагностики. Тобто, він дозволяє дізнатися не тільки які саме бактерії живуть в організмі людини, але і скільки їх. Це важливо знати, якщо мова йде про хронічні або умовно-патогенних інфекціях — поки їх мало, вони є частиною нормальної мікрофлори організму, а коли їх стає занадто багато — це вже хвороба, яку треба лікувати.

Нарешті, бактеріальний посів дозволяє визначати чутливість мікроорганізмів, отриманих у конкретного пацієнта, до різних антибіотиків. Це дає можливість лікарю призначати найбільш ефективні ліки і тим самим знизити ризик отримання резистентних до антибіотиків штамів бактерій.