Учёные Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco, UCSF) разработали новый способ медицинской визуализации, который вскоре позволит разглядеть и локализовать бактериальную инфекцию в организме и исключить другие распространённые причины воспалений, например, аутоиммунную реакцию.
11 августа 2017 года в журнале Scientific Reports команда исследователей из UCSF сообщила, что сканирование ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография) в опытах на мышах эффективно определяет инфекции, вызванные двумя основными категориями бактерий — грамположительными и грамотрицательными, не реагируя при этом на другие причины воспаления.
В новом методе используется помеченный слаборадиоактивным атомом D-метионин (аминокислота, которую быстро впитывают грамположительные и грамотрицательные бактерии). Если ПЭТ с использованием D-метионина будет одобрена для применения на людях, врачам станет гораздо проще ставить диагнозы и назначать лечение. Также этот метод позволит врачам точнее определять нужные антибиотики и предотвращать развитие антибиотикорезистентности.
«Это происходит постоянно», сказал доктор Майкл Олигер (Michael Ohliger), доцент радиологии и биомедицинской визуализации в UCSF, и один из ведущих авторов работы. Как он объяснил, пациенты жалуются на боль в области нового имплантата или хирургического вмешательства, и врачам сложно определить, что стало причиной боли — инфекция или обычное воспаление после операции.
«Сейчас мы определяем, инфекция это или нет, основываясь на других данных и предположениях. Этот метод позволит перестать гадать и узнать точно», — сказал Олигер.
Молекула в клеточной стенке бактерии
Команда решила использовать меченый D-метионин — компонент клеточной стенки бактерии, который даёт чёткий сигнал. Чтобы испытать возможности D-метионина, исследователи инфицировали мышей грамотрицательными бактериями золотистого стафилококка и грамположительными — кишечной палочки. Затем мышам сделали инъекцию D-метионина, меченого одним радиоактивным атомом изотопа углерода-11. Сканирование ПЭТ показало, что меченое вещество скапливается в областях инъекции.
«Многие меченые атомы показывают только грамотрицательные инфекции, но существует ещё и огромная группа грамположительных», — сказал доктор Дэвид Уилсон (David Wilson), ещё один автор исследования.
И, что более важно, этот способ не показывает мёртвые бактерии, а только активные процессы воспаления.
Радиоиндикатор можно быстро взять на вооружение
В отличие от некоторых экспериментальных радиоиндикаторов, «меченый D-метионин очень просто получить», — сказал Уилсон. — Во многих медицинских центрах есть оборудование для получения L-метионина, а чтобы создать D-метионин, нужно просто начать с немного другой молекулы».
Поэтому команда учёных надеется, что их метод диагностики при помощи D-метионина вскоре начнёт использоваться и для диагностики бактериальных инфекций у людей. «Я не думаю, что между мышами и людьми в данном случае будет какая-то разница, так как вещество действует только на бактерии, — сказал доктор Хавьер Вилльянуэва-Мейер (Javier Villanueva-Meyer), доцент клинической радиологии в отделении нейрорадиологии в отделе радиологии и биомедицинской визуализации в Калифорнийском университете в Сан-Франциско.
Если этот метод будет одобрен, он сможет косвенно помочь в борьбе с устойчивостью бактерии к антибиотикам. «Если врач не знает, имеет ли он дело с воспалением или инфекцией, он может выписать антибиотики широкого спектра, — сказал доктор Кил Ньюманн (Kiel D. Neumann), научный сотрудник отдела радиологии и биомедицинской визуализации Калифорнийского университета в Сан-Франциско и ещё один ведущий автор исследования. — Новый же подход позволит поставить точный диагноз».
Также сканирование поможет врачам не использовать антибиотики, к которым бактерии выработали резистентность. «Вы сразу увидите, есть ли реакция на лечение», — сказал доктор Орен Розенберг (Oren Rosenberg), один из ведущих авторов работы.
Если ответа нет, врач сможет изменить предписания, а также отменить их сразу же, как только инфекция будет побеждена.
«Это торжество точной медицины», — добавил Ньюманн.
