В журнале «Journal of Molecular Diagnostics» описана новая методика, позволяющая выявлять заражение крови – сепсис – на ранней стадии. Исследование основано на выделении (секвенировании в реальном времени – NGS) микробной ДНК из плазмы пациента с помощью нанотехнологий. Ранняя диагностика позволит принять меры до распространения инфекционного процесса и снизить смертность от заражения крови.
Каждый пятый больной сепсисом погибает. Снизить смертность поможет раннее выявление микробного заражения
Ежегодно в мире регистрируется 50 миллионов случаев сепсиса, 11 миллионов из которых заканчиваются летально. Выживаемость напрямую зависит от своевременной постановки диагноза и максимально раннего назначения антибиотиков. Позднее начало антибактериальной терапии в большинстве случаев (70 – 90%) не дает положительных результатов. Поэтому так важно выявить сепсис на ранней стадии.
Секвенирование генетического материала в реальном времени широко применяется при определении микроорганизмов (ПЦР- реакция). Ученые выяснили, что частички ДНК в крови можно выявить намного раньше самих микроорганизмов, поскольку для этого достаточно небольшого количества материала.
Новая методика основана на обнаружении еще более мелких частиц – бесклеточных ДНК. Благодаря этому, ПЦР-реакция становится положительной уже через 28 часов после заражения, когда другие признаки болезни отсутствуют. Для определения частиц ДНК микроорганизмов используется новый высокопроизводительный (нанопористый) метод, позволяющий точно определять микроорганизмы, находящиеся в ничтожной концентрации.
В аппарате – ручном секвенсоре для нанопор, известном как MinION, используются одноразовые тестовые полоски, определяющие заражение самыми разными микроорганизмами. Причём техника делает это достаточно точно.
Нанопоры – это миниатюрные поры размером ~1-100 нм, которые делают в мембранах с помощью специальных порообразующих белков. При движении генетического материала микроорганизмов внутри пор происходят изменения электрического поля, которые регистрируются прибором. Данные могут передаваться на телефон, планшет или другое электронное устройство. Предлагается использовать специальные универсальные полоски, дающие возможность определять широкий спектр микроорганизмов.
Нанопоры показали прекрасный результат диагностики
Исследователи проанализировали жидкую часть крови – плазму, взятую от четырех пациентов с сепсисом и трех здоровых людей. Все образцы промерили с помощью двух технологий:
- Стандартной, применяемой в настоящее время для выявления самых разных заболеваний.
- Новой нанопористой, основанной на действии нанопор.
Второй вариант оказался намного точнее. Во всех образцах плазмы, взятых от пациентов с сепсисом, удалось точно определить имеющиеся бактериальные, вирусные или грибковые патогенные микроорганизмы.
После дополнительных усовершенствований новая технология стала еще в 3,5 раза точнее, что позволило идентифицировать патогенные микроорганизмы через 2-3 часа после их попадания в кровь. Предполагается, что применение нанопор откроет новые горизонты в лечении сепсиса.
Применяемая в настоящее время система обнаружения микробного заражения с помощью микроскопии или бактериальных посевов несовершенна, поскольку не дает возможность максимально рано обнаружить заражение крови. Применение материалов на основе нанопор позволит выявлять сепсис гораздо раньше, чтобы сразу назначать антибиотики и спасать больных.
