Обзоры в деталях | 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.
Олег Кузбит, управляющий редактор: «Мы рады, что вы по-прежнему с нами в нашем информационном проекте The Bridge – еженедельном экскурсе в инновационное настоящее и будущее российских регионов. «Марчмонт» расскажет, как наука и бизнес наводят мосты взаимопонимания и сотрудничества».
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
7 Июнь '18 | Технологии и инновации
21 Нояб '17 | Промышленность | Природные ресурсы
 
Поиск (Архив новостей - 19351)
Реклама
RB_Partners_Report
Реклама
gcvsymposium
Реклама
Independent Software Developers Forum
Реклама
Marchmont News

Последние новости

21 Авг '18
TeleMD, российский стартап, разрабатывает программную...
17 Авг '18
Аналитическая платформа BestPlace позволяет...
16 Авг '18
Сервис для вызова врача на дом Doc+ привлек 9 млн...

Интересные новости за неделю

21 Авг '18
TeleMD, российский стартап, разрабатывает программную...