Американские и южноафриканские ученые разработали чувствительный метод экспресс-диагностики туберкулеза, подходящий для применения в развивающихся странах. Результаты работы представлены на 252 Национальном слете-выставке Американского химического общества в Филадельфии и опубликованы в сборнике тезисов, подробно о них пишет Science.
Туберкулез — одна из самых распространенных и опасных инфекций. По оценкам Всемирной организации здравоохранения, в мире им болеют около 10 миллионов человек, почти два миллиона из них ежегодно умирают от этой инфекции. Основной фактор профилактики распространения туберкулеза и успешного лечения заразившихся — это скрининг и выявление болезни на ранних стадиях. В развитых странах с этой целью используют сочетание рентгенографии легких и выявление ДНК туберкулезной микобактерии в мокроте. Такой подход надежен, но дорогостоящ, поэтому в развивающихся странах диагностика проводится по одной из двух «классических» методик. Одна из них — микроскопия мазков мокроты с окраской по Цилю-Нельсену — требует значительной концентрации микроорганизмов, тщательной и длительной подготовки образцов, а также часто дает ложноположительные результаты, поскольку краситель также связывается с некоторыми другими бактериями и мертвыми возбудителями туберкулеза. Вторая — проба Манту — занимает три дня и не отличается высокой точностью.
Сотрудники Стэнфордского университета и Университета Витватерсранда в течение более чем 10 лет изучали, как различные микроорганизмы присоединяют сахара к макромолекулам своей клеточной стенки. Они выяснили, что микобактерия туберкулеза, в отличие от большинства других микроорганизмов, использует для этих целей дисахарид трегалозу, который соединяется с миколовой кислотой.
Ученые химически соединили трегалозу с сальватохромным флуоресцентным красителем DMN. Он светится в ультрафиолете только при отсутствии воды. Поскольку клеточная стенка состоит из жирорастворимых веществ, отталкивающих воду, встраивание в нее комплекса трегалозы с DMN вызывает зеленое свечение красителя, видимое под флуоресцентным микроскопом.
В ходе экспериментов с образцами мокроты ученые выяснили, что после обработки трегалозой с DMN флуоресценция живых микобактерий появляется уже через пять минут и достигает максимума через час. При этом анализ по чувствительности приближается к ДНК-диагностике. Другие бактерии, такие как кишечная палочка или стафилококк, трегалозу не присоединяют и не окрашиваются. Мертвые микобактерии также не поглощают сахар с красителем и не флуоресцируют.
По мнению исследователей, флуоресцентная микроскопия мазков мокроты с окраской DMN-трегалозой может стать доступным и надежным методом ранней диагностики туберкулеза в развивающихся странах. В настоящее время они готовятся к проведению полевых клинических испытаний методики.
Ранее ученые связали появление туберкулеза с освоением огня древними людьми, а также выяснили, почему риск заболеть им значительно повышен у курильщиков. Кроме того, российским ученым удалось объяснить, почему наиболее распространенный у нас в стране штамм микобактерии обладает особо высокой заразностью и устойчивостью к большинству противотуберкулезных средств.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение