Новият инструмент може да позволи на лекарите да "видят" бактериална инфекция в тялото

Новият инструмент може да позволи на лекарите да "видят" бактериална инфекция в тялото

Джентльмены удачи (Може 2019).

Anonim

Учените в Университета в Сан Франциско са разработили инструмент за изображения, който скоро ще позволи на лекарите да локализират и визуализират бактериални инфекции в организма и да изключат други често срещани причини за възпаление, като например автоимунни реакции.

На 11 август 2017 г. в научните доклади изследователският екип на UCSF съобщи, че сканирания, направени с помощта на техниката за изобразяване, известни като PET (позитронна емисионна томография), ефективно откриват инфекции при мишки, причинени от двете големи групи бактерии, грам-отрицателни и грам - позитивно, без да генерира сигнал от други причини за възпаление.

Новата работа използва D-метионин, аминокиселина, която лесно се абсорбира от грам-отрицателни и грам-положителни бактерии, към които е химически свързан слабо радиоактивен атом. Ако D-метионин-базираните PET изображения бяха одобрени за употреба при хора, то би позволило на лекарите, изправени пред предизвикателни диагнози, да намерят и лекуват инфекции много по-бързо. Методът може да даде по-голяма сигурност на лекарите при предписването на антибиотици, които, ако се използват прекомерно, могат да стимулират резистентни бактериални щамове.

"Имаме тези сценарии през цялото време", казва Майкъл Охлиджър, доктор, доцент по радиология и биомедицинско изображение в UCSF и един от старшите автори на статията. Пациентите ще се оплакват от хронична болка - около нов имплант или скорошен хирургичен разрез - и е трудно да се каже дали районът е заразен или просто възпален след операцията, обясни той.

"В момента се казва, че това е инфекция или не е базирана на друга информация и образовани предположения, но това ще ни позволи да спрем да познаваме и да знаем със сигурност", каза Олигир.

Сътрудничество Създаде по-добър агент за изобразяване на PET

За да извършват PET изображения, лекарите инжектират пациенти с малки дози "радиоактивни", които се свързват с конкретни протеини или се натрупват в тумори, възпалени участъци и други проблемни петна. Най-често използваният проследяващ агент, подобна на захар молекула, наречена FDG, се натрупва в заразените области, но също така проследява имунните клетки до местата на възпаление без тумори и туморите. А лечението за стерилно възпаление - обикновено някаква форма на имуносупресори - е последното нещо, което лекарите биха искали за пациент с инфекция.

Други маркери, като радиомаркирани антитела, които се прикрепят към определени бактерии, лесно могат да пропуснат много инфекциозни щамове и могат също така да излъчват по-силен сигнал от мъртвите бактерии - които често са разкъсали и разляло съдържанието им - отколкото от непокътнати, живи.

Търсенето на по-добър радиотрансфер донесе Ohliger заедно с изследователите на UCSF Дейвид Уилсън, д-р, и д-р Орен Розенберг, старши автори на статията. Розенберг, асистент по медицина, изучава и третира инфекциозни заболявания, така че отдавна е искал по-добър инструмент за изображения. Уилсън, доцент по радиология, имала лаборатория с опит в синтезирането и тестването на нови химикали за изображения. "Това е чудесен пример за хора от различни области, които съчетават опита си", каза Розенберг.

Идеалната молекула би открила само живи бактерии, а не да се свързва безжизнено с живи или мъртви клетки; тя е играла активна роля в техния растеж. И това не може да бъде вещество, използвано от човешките клетки, защото тогава всяка клетка в тялото ще "светне" на PET изображение.

Молекула, включена в бактериалните клетъчни стени

Една група молекули, които пасват на сметката, са D-аминокиселините, които бактериите извличат от околната среда, за да изградят защитните клетъчни стени. Тези молекули са огледални образи на L-аминокиселините, които всички организми използват за изграждане на протеини. Но човешките клетки правят много по-малка употреба на D разнообразието, така че екипът разсъждава, че радиоактивно белязаната D-аминокиселина ще е нула в бактериите.

Екипът се установил върху D-метионин, малък компонент от бактериалните клетъчни стени, които намерили, дават силен сигнал, когато се бележат радиомаркирани. За да проследи способностите на D-метионин, изследователите инжектираха инфекциозни бактерии - и грам-отрицателни Staphylococcus aureus ("стафи"), и грам-положителните Escherichia coli - в мишки. Когато те по-късно инжектираха D-метионинови молекули, маркирани с единичен радиоактивен Въглерод-11 атом в мишките, PET сканирането показа радиоактивното вещество, натрупващо се в двата вида инжекционни места.

"Много радиолокатори могат да открият грам-отрицателни инфекции, но много от инфекциите, от които се интересуваме, са грам-положителни, така че това е огромно", каза Уилсън.

Нещо повече, изображенията не откриха инжекциите на мъртви бактерии, показвайки, че диагностичният инструмент е усвоил само активни инфекции.

Radiotracer трябва да се адаптира бързо

За разлика от някои други експериментални радиоактивни вещества, "радиомаркираният D-метионин е абсолютно незначителен", каза Уилсън. "В много, много медицински центрове има автоматизирана апаратура, която да произвежда L-метионин", и затова D-метионинът просто изисква да започнем с малко по-различна молекула.

Ето защо екипът се надява бързото превеждане на техните D-метионинови находки за диагностициране при хора. "Не очаквам никаква разлика между мишките и хората, тъй като проследяващото средство е насочено само към бактерии", заяви Хавиер Вилануева-Майер, MD, асистент по клинична радиология в Университета на Вирджиния. Университета на Уилсън.

Ако бъде одобрено, изображението може индиректно да помогне в борбата срещу антибиотичната резистентност. "Ако лекарят не знае дали се занимава с инфекциозен или възпалителен проблем, той може да превиши широк спектър от антибиотици, което води до антибиотична резистентност", казва Киел Нойман, доцент по биомедицинска и радиология в университета на Вирджиния и другият водещ автор на книгата. - С този подход клиницистът получава окончателна диагноза.

Също така, сканирането по време на лечението, за да се види дали дадена инфекция отговаря, би могла да помогне на лекарите да избягват лечението на инфекции с антибиотици, за които тези инфекции вече са резистентни. - Вие веднага ще видите дали получавате отговор - каза Розенберг.

Ако инфекцията не реагира, лекарите ще променят лечението. И лечението може да приключи бързо, след като инфекцията е победена. - Това е олицетворение на прецизната медицина - каза Нюман.

Популярни Публикации

Препоръчано