​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

  • 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.
    409
  • 22/06/2018

    Клетки печени изменяются при дисфункции щитовидной железы

    ​Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики (ИТЭБ РАН) изучили ультраструктурные изменения ткани печени крыс — модельных организмов для исследования избыточной активности щитовидной железы.
    296
  • 20/08/2018

    Ученые установили, что на результат химиотерапии влияет процесс разрушения митохондрий

    ​Программируемое разрушение митохондрий, «энергетических станций» клеток, пределяет ответ опухолевых клеток на химиотерапию. Также этот процесс влияет на различные виды гибели клеток, такие как апоптоз и аутофагия.
    352
  • 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.
    274
  • 20/11/2018

    Ученые установили, что набеги насекомых остаются в памяти деревьев

    Оригинальный способ предсказания будущих атак вредителей растений разработан учеными Института проблем экологии и эволюции РАН Булатом Хасановым и Робертом Сандлерским. Они предложили оценивать число вредителей по структуре древесины.
    117
  • 29/10/2018

    Биологи из России научились предсказывать нашествия вредителей

    ​Российские ученые выяснили, как можно "прочитать" историю борьбы отдельных растений с вредителями и предсказать будущие атаки насекомых, анализируя структуру их древесины. Их выводы были представлены в журнале Dendrochronologia.
    155
  • 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.
    392
  • 18/12/2018

    У пациентов с болезнью Бехтерева и псориатическим артритом обнаружен индивидуальный набор иммунных клеток

    Ученые выяснили, что в очагах воспаления при псориатическом артрите и болезни Бехтерева скапливается в основном индивидуальный для каждого пациента набор иммунных клеток. Это удалось узнать благодаря впервые проведенному исследованию Т-клеток пациентов.
    50
  • 27/07/2018

    Росийские ученые разработали простой способ диагностики отита

    Российские ученые усовершенствовали подход к исследованию заболеваний среднего уха, например, среднего экссудативного отита — распространенного заболевания, которое сложно диагностировать и лечить. Новый способ диагностики, в котором ученые используют в том числе один из методов томографии, быстр, точен и безопасен.
    286
  • 11/12/2018

    ​Российские биологи изучили чужеродный для Кавказа вид божьих коровок

    ​Российские биологи изучили чужеродный для Кавказа вид божьих коровок, гармонию изменчивую, и нашли на них два вида паразитов, которые потенциально опасны для других видов в регионе. Возможно, именно поэтому насекомое смогло «захватить» практические весь земной шар, став одним из самых массовых видов божьих коровок.
    250