Исследователи из Университета Айовы, возможно, нашли способ. Команда создала неинвазивный химический зонд, который обнаруживает распространенные виды стафилококковых бактерий в организме. Зонд изобретательно использует склонность стафилококка к разрезанию и разрыву ДНК, активируя своего рода маяк, который позволяет врачам узнать, где бактерии сеют хаос.
«Мы придумали новый способ обнаружения бактерий стафилококка, который требует меньше времени, чем нынешние диагностические подходы», — говорит Джеймс Макнамара, доцент кафедры внутренней медицины в UI и автор статьи, опубликованной в феврале. 2 в природной медицине. "Он основан на технологии, которая существует уже давно, но с важной особенностью, которая позволяет нашему зонду быть более конкретным и работать дольше."
Зонд, разработанный UI, нацелен на Staphylococcus aureus, вид стафилококковых бактерий, распространенных в больницах, а также среди населения. Бактерии вызывают кожные инфекции, могут распространяться на суставы и кости и могут быть смертельными, особенно для людей с ослабленной иммунной системой.
"Каждый год в U.S., полмиллиона человек инфицированы S. aureus, и 20 000 инфицированных умирают ", — добавляет Фрэнк Эрнандес, научный сотрудник UI и первый автор статьи. «Мы считаем, что значительно улучшаем существующие методы обнаружения бактерий с помощью простого подхода, который, как мы ожидаем, будет дешевым, быстрым и надежным."
Что делает стафилококк особенно неприятным, так это то, что врачи не знают о наличии бактерий в организме, пока не получат результаты биопсии, что обычно занимает несколько дней. "Они летают, так сказать, вслепую", — говорит Макнамара. "Это состояние медицины в настоящее время."
Команда UI создала синтетический зонд с двумя уникальными функциями.
На одном конце находится молекула, излучающая свет при определенных условиях. На другом конце находится другая молекула, которая блокирует этот свет. Другими словами, частица, как задумано, нейтрализует себя, оставляя себя необнаруживаемой внутри тела.
Это важно из-за того, что бактерии стафилококка будут делать с частицей. В тестах нуклеазы (или ферменты), вырабатываемые бактериями стафилококка, расщепляют частицы, как воин с мечом. (Почему это происходит, неясно, но ученые считают, что это умный способ для стафилококка, который не может двигаться сам по себе, распространяться за пределы среды, похожей на патоку, создаваемой при утечке ДНК из инфицированных умирающих клеток.В любом случае, когда стафилококк отщепляет зонд, он отделяет светоизлучающую молекулу от молекулы, блокирующей свет, которая затем уносится слишком далеко, чтобы блокировать свет.
Таким образом, с помощью подходящего оборудования врачи смогут видеть светоизлучающие молекулы и знать, что там бушует стафилококк.
Оснащение таких частиц не является чем-то новым, но Макнамара и его коллеги создали зонд, который работает дольше — на несколько часов дольше для определенных типов.
«Мы разработали систему слежения, которая определяет локализацию бактериального тела менее чем за час», — говорит Эрнандес, колумбиец, который в течение многих лет работал над зондами для обнаружения вредоносных бактерий.
Не менее важно, что зонд UI был химически модифицирован так, что он измельчается только нуклеазой стафилококка, а не нуклеазой, секретируемой нормальными здоровыми клетками. Команда дополнительно проверила зонд на мышах и сыворотке человека и сообщила, что он работал так, как ожидалось.
«Это центральная идея, основная концепция нашего подхода», — говорит Макнамара, чье основное назначение — в Медицинском колледже Карвера. "Если зонд будет расщеплен нуклеазами сыворотки, то наш зонд засветится по всему кровотоку.
Но поскольку он расщепляется только нуклеазами стафилококка, мы можем точно определить, где активны бактерии стафилококка."
Команда, подавшая осенью 2012 г. заявку на финал U.S. патент на зонд, планирует усовершенствовать зонд, чтобы его можно было обнаружить глубже в теле и протестировать его эффективность при катетерных инфекциях, по словам Макнамара.
Макнамара признает предыдущие исследования Артура Арноне, почетного профессора биохимии, который первым определил структуру S. нуклеаза золотистого цвета.