Технологии и инновации

Человек выдохнул – врачи знают диагноз

7 Июнь '18
Ученые разработали метод неинвазивной диагностики туберкулеза на ранней стадии. Для этого нужны пробы воздуха, который выдыхает потенциальный пациент.

Суть проблемы

У туберкулеза есть две формы: скрытая (латентная) и активная острая форма. Примерно треть населения Земли — носители этого заболевания, однако в острой форме оно не развивается, и окружающих эти люди не заражают. При переходе туберкулеза в активную форму его симптомы могут проявляться не сразу, так что на ранней стадии больной может быть уже заразен, но еще не замечать своей болезни.

Туберкулез вызывают микобактерии — внутриклеточные паразиты, которые живут в макрофагах. Макрофаги — это клетки, которые защищают организм, поглощая и разрушая клетки микробов и вирусов. Однако возбудители некоторых заболеваний научились избегать гибели внутри макрофагов, поселяясь и размножаясь в них самих. В процессе размножения микобактерии выделяют определенные белки в жидкость, которая покрывает тонким слоем поверхность легкого. По присутствию таких белков-маркеров в легочной жидкости можно определить, когда туберкулез начинает активно развиваться.

Однако в отличие от крови или мочи получить пробу легочной жидкости непросто. Например, существует способ бронхоальвеолярного лаважа, при которой легкие человека промывают физиологическим раствором. Это весьма неприятная процедура. Ученые Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в подмосковном Пущино предположили, что ее можно избежать, улавливая и анализируя ту часть легочной жидкости, которая попадает в выдыхаемый воздух в виде микроскопических капелек.

Как это работает

Для улавливания капель легочной жидкости ученые использовали аналог фильтра Петрянова. Он был разработан в СССР в середине прошлого века для очистки воздуха от радиоактивной пыли в атомной промышленности. В новой работе исследователи модифицировали эту технологию и сконструировали простое и дешевое одноразовое устройство для сбора микрокапель в выдыхаемом воздухе.

Устройство испытали в Институте туберкулеза. 42% из тех, кто только поступил в клинику и еще не проходил лечение, дышали по 10 минут через капроновый фильтр в устройстве, после чего сотрудники института определяли, есть ли в собранном материале биомаркеры туберкулеза. Выяснилось, что в выдыхаемом воздухе отсутствуют живые микобактерии, ДНК микобактерий и антигены микобактерий, но присутствуют антитела, специфичные к секретируемым антигенам микобактерии.

Эти антитела в очень малых количествах (всего несколько тысяч или десятков тысяч молекул) обнаруживаются в пробах у большинства пациентов. Такие малые количества удалось обнаружить методом ультрачувствительного иммуноанализа. Он проводится на многокомпонентном микрочипе и позволяет быстро (за 5 – 10 минут) определять сразу несколько антител или антигенов.

Таким образом, впервые удалось показать, что в выдыхаемом воздухе присутствуют специфические маркеры заболевания – антитела, вырабатываемые на активно размножающийся возбудитель инфекции.

С прицелом на развитие

Помимо материала, собранного в Институте туберкулеза, ученые исследовали пробы выдыхаемого воздуха, взятые у 13 здоровых добровольцев. Выяснилось, что по присутствию антител, специфичных к патогенам микобактерии, удается диагностировать наличие активной формы туберкулеза с чувствительностью и специфичностью около 60–70%.

Диагностировать туберкулез с большей точностью мешает то, что у части здоровых людей, долго контактировавших с больными, в легких нарабатываются такие же антитела, как и у больных. Проблему повышения специфичности можно решить, если дополнить анализ антител проверкой на еще один признак инфекции — воспаление в легких, которое можно определить по наличию в выдыхаемом воздухе особых регуляторных белков — интерлейкинов. Такая проверка станет следующей задачей исследователей, если проект получит дальнейшее финансирование.

Статья с подробностями исследования опубликована в Journal of Breath Research.
Опубликовать в Twitter
Написать в Facebook
Записать в LiveJournal
Показать В Моем Мире
Поделиться в Моем Круге
ПРОКОММЕНТИРОВАТЬ ЭТУ СТАТЬЮ
Найти похожее содержание

География: Пущино

Последние новости: Обзоры в деталях
27 Авг '18 | Транспорт, логистика | Технологии и инновации
7 Июнь '18 | Технологии и инновации
21 Нояб '17 | Промышленность | Природные ресурсы
 

Обзоры в деталях

27 Авг '18
В России разработана своя технология RFID-маркировки...
7 Июнь '18
Ученые разработали метод неинвазивной диагностики...
3 Апр '18
В краях, где многие жители центра страны ни разу еще...
Поиск (Архив новостей - 19366)
Реклама
RB_Partners_Report
Реклама
Independent Software Developers Forum
Реклама
Marchmont News

Последние новости

15 Окт '18
Компания InSize разработала и производит промышленные...
11 Окт '18
Государство нацелено на поддержку IT-проектов в...
10 Окт '18
Российский венчурный фонд Primer Capital...

Интересные новости за неделю

15 Окт '18
Компания InSize разработала и производит промышленные...