Новый метод, который включает в себя плавление бактериальной ДНК, обнаруженной в образцах крови, может поставить диагноз потенциально смертельных инфекций быстрее, чем когда-либо прежде. Результаты могут быть получены через несколько часов, а не дней.
Обычно, чтобы проверить, присутствуют ли вредные бактерии в кровотоке человека, образец его крови помещают в питательную среду в чашке Петри. . Если бактерии действительно находятся в крови, они продолжат расти. Однако прежде чем они достигнут заметного уровня, может пройти от 15 часов до нескольких дней.
Под руководством профессора Стефани Фрейли ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего исследуют более быстрый и более точная альтернатива.
Они разработали микрофлюидный чип, на который наносится небольшой образец крови, а затем нагревается до температуры от 50 до 90 ºC (от 122 до 194 ºF). Если в жидкости присутствуют какие-либо бактерии, тепло заставляет их молекулы ДНК плавиться. По мере распада этих молекул их двойные спиральные нити раскручиваются по характерной схеме, уникальной для их последовательности нуклеотидов.
Чтобы установить эту структуру, к образцу добавляется специальный краситель. Это заставляет процесс разматывания производить флуоресцентный свет. Анализируя свойства При этом свете получается сигнатура, известная как кривая плавления. Затем эту кривую плавления сравнивают с другими, о которых уже известно, что они принадлежат конкретным бактериям.
Как только совпадение найдено, бактерии в образце крови идентифицируются. Весь процесс занимает не более шести часов. Такая скорость была бы невозможна, если бы не использование специальных алгоритмов машинного обучения, которые идентифицируют и отбрасывают кривую плавления собственной ДНК пациента, а также другой «фоновый шум».
Более пристальный взгляд на микрофлюидный чипДэвид Байо/Инженерная школа Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего
В ходе испытания технологии были проанализированы образцы крови, взятые у 17 детей с подозрением на потенциально смертельную инфекцию сепсиса. Новая методика не только точно соответствовала результатам, полученным традиционными методами, но и не давала ложноположительных результатов. Это не всегда происходит с другими методами, такими как амплификация нуклеиновых кислот, которые просто усиливают сигнатуры всей присутствующей ДНК.
«Это первый раз, когда этот метод был протестирован на цельной крови пациентов с подозрением на у меня сепсис», — сказал Фрейли. «Таким образом, это исследование представляет собой более реалистичный предварительный просмотр того, как технология может работать в реальных клинических сценариях».
Документ об исследовании был недавно опубликован в Журнале молекулярной диагностики.
