​Исследователи из Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ) РАН совместно с коллегами из Центрального научно-исследовательского института туберкулеза предложили определять присутствие возбудителя данного заболевания — Mycobacterium tuberculosis в организме по количеству и составу иммуноглобулинов в выдыхаемом потенциальными больными воздухе.

Иммуноанализ, используемый при этом, проводится всего за несколько минут благодаря ряду технических новшеств, разработанных авторами. Он позволяет обнаружить туберкулез на ранних стадиях, когда характерные для заболевания симптомы еще не развились. Научная статья опубликована в Journal of Breath Research. Работа поддержана грантом РНФ.

Туберкулез - это заболевание дыхательной системы, вызываемой палочкой Коха ( Mycobacterium tuberculosis ). Эта бактерия присутствует в легких больных и поначалу не влияет на их состояние: туберкулез имеет закрытую форму. Однако позже палочки Коха начинают активно размножаться в макрофагах (клетках иммунной системы) легких, и заболевание переходит в открытую форму. Появляется кашель, повышается температура, на рентгеновских снимках легких (флюорографии) можно увидеть уплотнения в этих органах. Человек, пораженный открытой формой туберкулеза, способен заражать других, притом некоторое время после начала острой фазы он может не знать о ней: характерные симптомы появляются позже, чем начинают размножаться бактерии.

Наличие Mycobacterium tuberculosis в легких выявляют, собирая жидкость из этих органов методом бронхоальвеолярного лаважа. Это неприятная процедура, во время которой легкие промывают физиологическим раствором - слабым раствором солей. Авторы статьи предложили упростить сбор палочек Коха из легких и сделать его менее травматичным для пациентов. Для этого они попробовали собрать бактерии из воздуха, выдыхаемого больными. Капли жидкости из такого воздуха ученые собирали с помощью модифицированных фильтров Петрянова. Они представляют собой слои тонких синтетических волокон и используются в химической промышленности для очистки различных веществ от примесей.

55 участникам исследования (из них 42 больных туберкулезом и не проходивших лечение, 13 здоровых) требовалось в течение 10 минут дышать через устройства с такими фильтрами. То, что задержалось на фильтрах, подвергли анализу на содержание ДНК Mycobacterium tuberculosis, характерных для этих микроорганизмов белков, а также иммуноглобулинов (антител) А - белков, вырабатываемых иммунной системой человека. Оказалось, что ни ДНК возбудителей туберкулеза, ни белков этих бактерий в микрокаплях легочной жидкости из выдыхаемого больными воздуха нет. Зато в нем содержатся различные иммуноглобулины А, а среди них - антитела, которые вырабатываются только при наличии в организме Mycobacterium tuberculosis (их наличие не зависит от того, делали человеку прививку от туберкулеза или нет).

С помощью метода сверхбыстрого иммуноанализа, ранее разработанного авторами статьи, характерные для острой формы туберкулеза антитела удавалось обнаружить за 5−10 минут. У некоторых из пациентов такие иммуноглобулины, А обнаруживались еще до появления симптомов туберкулеза. Отсюда ученые сделали вывод, что их способ обнаружения антител к Mycobacterium tuberculosis позволяет выявить начало острой фазы заболевания еще до ее клинических проявлений.

Недостаток метода заключается в том, что он выявляет антитела к палочке Коха в выдыхаемом воздухе не только у больных туберкулезом, но и у тех, кто постоянно за ними ухаживает. Таким образом, использовать только иммуноанализ для диагностики этого заболевания не стоит: есть вероятность поставить диагноз "туберкулез" тем, у кого его на самом деле нет. Точность предложенного метода можно повысить, если анализировать собранные фильтрами микрокапли из выдыхаемого испытуемыми воздуха и на содержание в них ряда интерлейкинов - показателей воспаления в легких.

Похожие новости

  • 29/05/2018

    МикроРНК поможет ученым диагностировать рак яичников

    ​Группа ученых из Научно-исследовательского института общей патологии и патофизиологии во главе с профессором Элеонорой Брагой разработала новый способ диагностики рака яичников на основе микроРНК – маленьких молекул, участвующих в подавлении активности генов.
    103
  • 27/03/2018

    Российские ученые нашли причину неэффективности вакцины от гриппа

    Исследователи из Института биоорганической химии (ИБХ) РАН показали, что различные варианты вакцины против вирусов сезонного гриппа фактически не увеличивают число разных типов Т-клеточных рецепторов (ТКР), а значит и не повышают шанс распознавания вирусов гриппа иммунной системой организма.
    293
  • 29/12/2017

    Топ-20 наиболее интересных разработок сибирских ученых в 2017 году

    На портале «Новости сибирской науки» можно познакомиться с инновациями и последними достижениями сибирских ученых. Сегодня мы предлагаем вашему вниманию Топ-20  сообщений о наиболее значимых и интересных научных разработках 2017 года, размещенных на нашем портале.
    714
  • 28/04/2018

    Светящиеся биосенсоры позволили регистрировать разные показатели в организме

    ​Российские биохимики рассмотрели возможности биологических сенсоров на основе флуоресцентных белков и показали, какие биохимические параметры в живом организме можно измерить с их помощью.  В частности, разработанный подход позволяет почти мгновенно получать данные с самых ранних стадий развития ишемического инсульта у крыс.
    183
  • 28/05/2018

    Нейросеть помогла российским ученым определить оптимальные условия хранения микроорганизмов

    ​Российские ученые с помощью нейросети определили самые оптимальные условия для длительного хранения микроорганизмов, выживающих при экстремально высокой солености. Статья об этом опубликована в журнале Extremophiles.
    82
  • 31/12/2017

    Топ-10 исследований российских ученых 2017 года по версии РНФ

    Около 35 тысяч российских ученых проводили и проводят фундаментальные исследования при поддержке Российского научного фонда (РНФ). Ежемесячно в российских и зарубежных СМИ выходят десятки новостей об их достижениях.
    1270
  • 30/03/2018

    Трехпетельные белки млекопитающих замедлили рост раковых клеток

    Российские ученые обнаружили, что белки человека SLURP способны подавлять рост раковых клеток. Эти белки регулируют функционирование эпителия, однако механизм их действия не до конца ясен. Полученные результаты в будущем могут быть использованы для разработки и улучшения противораковых препаратов.
    165
  • 11/05/2018

    Российские ученые улучшат препараты для генной терапии

    ​Российские молекулярные биологи разработали новую технологию ввода в клетки генной терапии, изучив, как миниатюрные жировые капсулы взаимодействуют с нитями ДНК. Рецепт по сборке наношприца опубликован в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.
    147
  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    117
  • 27/12/2017

    Исследователи реализуют проект, позволяющий исправлять мутации ДНК митохондрий

    ​В последнее время все чаще можно услышать о тяжелых наследственных заболеваниях митохондриальной этиологии. Эти недуги вызываются дефектами митохондрий, которые являются своеобразными "энергетическими станциями" клеток организма.
    565