10.05.2016
Учёные разработали химический датчик для диагностики грибковых инфекций
Грибковые инфекции являются серьезной проблемой в современном здравоохранении. Одним из важных факторов успешного лечения является время: чем быстрее грибок будет обнаружен, тем эффективнее можно будет предотвратить опасную инфекцию.
Учёные из Варшавы разработали химический датчик, который позволит быстро обнаружить грибок — от пары дней до нескольких минут. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Biosensors and Bioelectronics.
Как же обнаружить грибок?
Почти каждый из нас — это ходячая бомба замедленного действия. Почти половина населения и практически все медицинские работники являются носителями грибка Candida. Он находится в хрупком равновесии с нашим организмом и размещается на слизистых оболочках желудочно-кишечного тракта и мочеполовой системы, а также на коже. Но когда этот баланс нарушается, грибки начинают проводить экспансивную неконтролируемую колонизацию. В тяжёлых случаях инфекция может привести к смерти пациента в течение нескольких дней. Между тем стандартные тесты на наличие грибков в организме пациента занимают много часов и их результаты могут быть ложно-положительными или ложно-отрицательными. В ближайшее время врачи будут иметь возможность реагировать гораздо быстрее благодаря датчику, который разработан в Институте физической химии Польской академии наук в Варшаве.
«Самым важным элементом нашего датчика является пленка полимера селективного распознавания D-арабит. Она захватывает молекулы D-арабит, и соединение указывает на присутствие грибка. Измерение занимает всего несколько минут и производится с высокой точностью», — говорит профессор Влодзимир Кутнер (Wlodzimierz Kutner).
Число грибковых инфекций неуклонно растет в течение ближайших десятилетий. Эти инфекции особенно часто развиваются у людей с ослабленным иммунитетом, у пациентов, получающих иммуносупрессивную терапию или химиотерапию, а также у пожилых людей. Ранняя диагностика играет здесь ключевую роль. Грибки, в отличие от бактерий, которые могут подавляться антибиотиками, являются эукариотами, и так же, как и человеческие клетки, они имеют клеточные ядра, и с молекулярной (биохимической) точки зрения они очень схожи. Вещества, которые вредны для грибков, могут создать хаос в клетках человека. По этой причине препараты должны вводиться тогда, когда грибок только начинает свое воздействие. К сожалению, начальный этап развития грибкового заболевания в настоящее время редко удаётся установить.
Одним из маркеров грибковых заболеваний является арабитол — простой сахарный спирт. Это соединение образуется естественным образом в клетках млекопитающих в двух формах, которые являются зеркальным отражением (энантиомеры). У здоровых людей эти формы, известные как D-арабит и L-арабит, образуются примерно в одинаковых количествах. Тем не менее, клетки видов Candida продуцируют только D-арабит. Таким образом, относительное увеличение концентрации этого энантиомера в жидкостях организма может предвещать инфекцию.
D-арабит можно обнаружить в цереброспинальной жидкости, в плазме и в моче. С диагностической точки зрения, лучшим решением является измерение его в моче. Диагностика может быть выполнена без какого-либо риска даже для новорожденного ребёнка или очень больного человека.
Химические датчики, с использованием метода молекулярного импринтинга, имеют простую конструкцию, пригодную для повторного использования, и их производство безотказно и недорого. В будущем они могут быть использованы не только в больницах и врачебных кабинетах, но даже у пациентов на дому. И одна из основных проблем современной медицины исчезнет: пациент сможет сам установить диагноз и обратиться к врачу.
Источник