Το νέο εργαλείο μπορεί να επιτρέψει στους γιατρούς να «βλέπουν» βακτηριακές λοιμώξεις στο σώμα

Dr Eben Alexander, ο νευροχειρουργός που έζησε εμπειρία κοντά στο θάνατο. (Ιούλιος 2019).

Anonim

Οι επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Σαν Φρανσίσκο έχουν αναπτύξει ένα εργαλείο απεικόνισης που θα μπορούσε σύντομα να επιτρέψει στους γιατρούς να εντοπίσουν και να απεικονίσουν τις βακτηριακές λοιμώξεις στο σώμα και να αποκλείσουν άλλες κοινές αιτίες φλεγμονής, όπως οι αυτοάνοσες αντιδράσεις.

Στις 11 Αυγούστου 2017 στις επιστημονικές εκθέσεις, η ερευνητική ομάδα του UCSF ανέφερε ότι οι σαρώσεις που έγιναν με την τεχνική απεικόνισης γνωστή ως PET (τομογραφία εκπομπής ποζιτρονίων) ανίχνευσαν αποτελεσματικά λοιμώξεις σε ποντίκια που προκλήθηκαν από οποιαδήποτε από τις δύο ευρείες ομάδες βακτηρίων, gram-negative και gram - θετικό, χωρίς να δημιουργεί σήμα από άλλες αιτίες φλεγμονής.

Το νέο έργο χρησιμοποιεί D-μεθειονίνη, ένα αμινοξύ που απορροφάται εύκολα τόσο από αρνητικά κατά Gram όσο και από θετικά κατά Gram βακτήρια, στα οποία έχει επισυναφθεί χημικά ένα ασθενώς ραδιενεργό άτομο. Εάν η απεικόνιση PET με βάση τη μεθειονίνη εγκρίθηκε για χρήση στον άνθρωπο, θα έδινε στους γιατρούς που αντιμετωπίζουν δύσκολες διαγνώσεις να βρίσκουν και να αντιμετωπίζουν τις λοιμώξεις πολύ πιο γρήγορα. Η μέθοδος θα μπορούσε επίσης να δώσει περισσότερη βεβαιότητα στους γιατρούς όταν συνταγογραφούν αντιβιοτικά, τα οποία, εάν χρησιμοποιούνται υπερβολικά, μπορούν να προάγουν ανθεκτικά βακτηριακά στελέχη.

"Έχουμε αυτά τα σενάρια όλη την ώρα", δήλωσε ο Michael Ohliger, MD, PhD, βοηθός καθηγητής ακτινολογίας και βιοϊατρικής απεικόνισης στο UCSF και ένας από τους ανώτερους συγγραφείς του εγγράφου. Οι ασθενείς θα διαμαρτυρηθούν για χρόνιο πόνο - γύρω από ένα νέο εμφύτευμα ή μια πρόσφατη χειρουργική τομή - και είναι δύσκολο να πει εάν η περιοχή είναι μολυσμένη ή απλώς φλεγμονή μετά από τη χειρουργική επέμβαση, εξήγησε.

"Σήμερα, λέμε εάν πρόκειται για λοίμωξη ή δεν βασίζεται σε άλλες πληροφορίες και εκπαιδευμένες εικασίες, αλλά αυτό θα μας επιτρέψει να σταματήσουμε να μαντεύουμε και να γνωρίζουμε σίγουρα", δήλωσε ο Ohliger.

Συνεργασία Κατασκευάστηκε ένας καλύτερος αντιπρόσωπος απεικόνισης PET

Για να πραγματοποιήσουν απεικόνιση με ΡΕΤ, οι γιατροί εγχέουν ασθενείς με μικρές δόσεις "ραδιενεργών" που δεσμεύονται σε συγκεκριμένες πρωτεΐνες ή συσσωρεύονται σε όγκους, φλεγμονώδεις περιοχές και άλλα προβληματικά σημεία. Ο συνηθέστερα χρησιμοποιούμενος ιχνηθέτης, ένα μόριο τύπου ζάχαρης που ονομάζεται FDG, συσσωρεύεται σε μολυσμένες περιοχές, αλλά ακολουθεί επίσης τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος σε περιοχές φλεγμονής χωρίς καρκίνο και όγκους. Και η θεραπεία για μια στείρα φλεγμονή - συνήθως κάποια μορφή ανοσοκατασταλτικού - είναι το τελευταίο πράγμα που οι γιατροί θα θέλουν για έναν ασθενή με λοίμωξη.

Άλλοι ιχνηθέτες, όπως τα ραδιοσημασμένα αντισώματα που προσκολλώνται σε συγκεκριμένα βακτήρια, θα μπορούσαν εύκολα να χάσουν πολλά μολυσματικά στελέχη και μπορούν επίσης να εκπέμπουν ισχυρότερο σήμα από νεκρά βακτηρίδια - τα οποία συχνά έχουν διαρρήξει και χυθεί το περιεχόμενό τους - παρά από άθικτα, ζωντανά.

Η αναζήτηση ενός καλυτέρου ακτινοθεραπευτή έφερε τον Ohliger μαζί με τους ερευνητές του UCSF David Wilson, MD, PhD και Oren Rosenberg, MD, PhD, τους άλλους ανώτερους συγγραφείς του εγγράφου. Ο Ρόζενμπεργκ, βοηθός καθηγητής της ιατρικής, μελετά και θεραπεύει τις μολυσματικές ασθένειες, γι 'αυτό και από καιρό ήθελε να βρει ένα καλύτερο εργαλείο απεικόνισης. Ο Wilson, αναπληρωτής καθηγητής ραδιολογίας, είχε εργαστήριο με εμπειρία στη σύνθεση και δοκιμή νέων χημικών προϊόντων απεικόνισης. "Είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα ανθρώπων από διαφορετικά πεδία που συνδυάζουν την εμπειρία τους", δήλωσε ο Rosenberg.

Το ιδανικό μόριο θα ανιχνεύει μόνο ζωντανά βακτήρια, αντί να δεσμεύεται με ζωντανά ή νεκρά κύτταρα χωρίς διακρίσεις. είχε διαδραματίσει ενεργό ρόλο στην ανάπτυξή τους. Και δεν θα μπορούσε να είναι μια ουσία που χρησιμοποιείται από ανθρώπινα κύτταρα, γιατί τότε κάθε κύτταρο στο σώμα θα "ανάβει" σε μια σάρωση PET.

Μόριο που ενσωματώνεται σε βακτηριακούς κυτταρικούς τοίχους

Μια ομάδα μορίων που ταιριάζουν με το νομοσχέδιο ήταν τα D-αμινοξέα, τα οποία τα βακτήρια απορροφούν από το περιβάλλον τους για να χτίσουν τα προστατευτικά κυτταρικά τοιχώματά τους. Αυτά τα μόρια είναι εικόνες καθρέφτη των L-αμινοξέων, τα οποία χρησιμοποιούν όλοι οι οργανισμοί για την κατασκευή πρωτεϊνών. Αλλά τα ανθρώπινα κύτταρα κάνουν πολύ μικρότερη χρήση της ποικιλίας D, οπότε η ομάδα θεώρησε ότι ένα ραδιοσημασμένο D-αμινοξύ θα μηδενίζει τα βακτηρίδια.

Η ομάδα καθόρισε την D-μεθειονίνη, μια δευτερεύουσα συνιστώσα των βακτηριακών κυτταρικών τοιχωμάτων που βρήκαν, δίνει ένα ισχυρό σήμα όταν ραδιοσημασμένο. Για να διερευνήσουν τις δυνατότητες της D-μεθειονίνης, οι ερευνητές έβαλαν σε μύκητες μολυσματικά βακτηρίδια - και το Gram-αρνητικό Staphylococcus aureus ("staph") και το gram-θετικό Escherichia coli. Όταν αργότερα ενέθηκαν μόρια D-μεθειονίνης που είχαν επισημανθεί με ένα μόνο άτομο ραδιενεργού άνθρακα-11 στα ποντίκια, η σάρωση ΡΕΤ έδειξε ότι ο ραδιενεργός συσσωρευτής συσσωρεύεται και στα δύο είδη θέσεων ένεσης.

"Πολλοί ραδιοερασιτέχνες μπορούν να ανιχνεύσουν gram-αρνητικές λοιμώξεις, αλλά πολλές από τις λοιμώξεις που μας ενδιαφέρουν είναι θετικές κατά gram, έτσι είναι τεράστια", δήλωσε ο Wilson.

Επιπλέον, η απεικόνιση δεν ανίχνευσε τις ενέσεις νεκρών βακτηρίων, δείχνοντας ότι το διαγνωστικό εργαλείο έλαβε μόνο ενεργές λοιμώξεις.

Ο ραδιοερασιτεχνισμός θα πρέπει να προσαρμόζεται γρήγορα

Σε αντίθεση με κάποιους άλλους πειραματικούς ακτινοβολητές, η "ραδιοσημασμένη D-μεθειονίνη είναι τελείως ασήμαντη", δήλωσε ο Wilson. "Υπάρχει αυτοματοποιημένος εξοπλισμός σε πολλά, πολλά ιατρικά κέντρα για να παρασκευαστεί L-μεθειονίνη", και η παρασκευή D-μεθειονίνης απαιτεί απλώς να ξεκινήσει με ένα ελαφρώς διαφορετικό μόριο.

Συνεπώς, η ομάδα ελπίζει για ταχεία μετάφραση των ευρημάτων της D-μεθειονίνης για διάγνωση σε ανθρώπους ασθενείς. "Δεν προβλέπω καμία διαφορά μεταξύ των ποντικών και των ανθρώπων, καθώς ο ιχνηλάτης απευθύνεται μόνο σε βακτηρίδια", δήλωσε ο Javier Villanueva-Meyer, MD, επίκουρος καθηγητής κλινικής ακτινολογίας στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια, ο οποίος πραγματοποίησε τα πειράματα PET ως postdoc Το εργαστήριο του Wilson.

Εάν εγκριθεί, η απεικόνιση μπορεί έμμεσα να βοηθήσει στην καταπολέμηση της αντοχής στα αντιβιοτικά. "Εάν ένας γιατρός δεν ξέρει εάν αντιμετωπίζει ένα μολυσματικό ή φλεγμονώδες πρόβλημα, μπορεί να υπερκαλύψει αντιβιοτικά ευρέος φάσματος, οδηγώντας σε αντοχή στα αντιβιοτικά", δήλωσε ο Kiel Neumann, PhD, βοηθός καθηγητής Βιοϊατρικής και Ακτινολογίας στο Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια και του άλλου συγγραφέα του χαρτιού. "Με αυτή την προσέγγιση, ο κλινικός ιατρός παίρνει μια οριστική διάγνωση."

Επίσης, η σάρωση κατά τη διάρκεια της θεραπείας για να διαπιστωθεί αν μια λοίμωξη ανταποκρίνεται θα μπορούσε να βοηθήσει τους γιατρούς να αποφύγουν τη θεραπεία λοιμώξεων με αντιβιοτικά στα οποία οι μολύνσεις αυτές είναι ήδη ανθεκτικές. "Θα δείτε αμέσως αν παίρνετε μια απάντηση", δήλωσε ο Rosenberg.

Εάν η λοίμωξη δεν ανταποκρίνεται, οι γιατροί θα αλλάξουν τη θεραπεία. Και η θεραπεία θα μπορούσε να τερματιστεί γρήγορα μετά την νίκη της μόλυνσης. "Αυτή είναι η επιτομή της ιατρικής ακριβείας", δήλωσε ο Neumann.

Δημοφιλείς Αναρτήσεις

Συνιστάται