Здоровье

Наносенсоры помогут определить патоген, вызвавший пневмонию

Наносенсоры помогут определить патоген, вызвавший пневмонию

Причиной пневмонии могут быть различные бактерии или вирусы, при этом не существует простого способа определить, какой патоген вызывал болезнь. Исследователи из США разработали тест, который различает вирусную и бактериальную пневмонии по активности протеаз в легких. Репортерные молекулы выводятся с мочой, где и могут быть детектированы. Эффективность подхода продемонстрировали на мышах.

Ученые собрали данные об экспрессии генов при респираторных инфекциях из 33 различных когорт и при помощи машинного обучения идентифицировали 39 протеаз, по-разному реагирующих на часто встречающиеся возбудители пневмонии. Эти данные они использовали для создания 20 различных наносенсоров протеаз, которые работали бы также на мышах.

Наносенсоры представляют собой наночастицы из полиэтиленгликоля, покрытые пептидами, содержащими различные сайты протеолиза. Каждый пептид помечен репортерной молекулой, которая высвобождается при расщеплении протеазами и в конечном итоге выводится с мочой. Сами наночастицы не могут быть выведены из организма полностью.

Исследователи протестировали сенсоры на пяти различных мышиных моделях пневмонии, вызванной бактериями Streptococcus pneumoniae, Klebsiella pneumoniae, Haemophilus influenzae, а также вирусами гриппа или пневмонии мышей. Через два часа после введения наночастиц они отбирали пробы мочи у мышей и анализировали при помощи масс-спектрометрии для того, чтобы понять, какие протеазы наиболее активны в легких при различных инфекциях. Потом при помощи машинного обучения авторы получили алгоритмы, которые отличали протеазные сигнатуры мышей с пневмонией от здоровых, а также различали, была ли пневмония вирусной или бактериальной. С помощью наносенсоров можно также узнать, какой патоген был причиной пневмонии, но с меньшей точностью.

Таким образом, ученые разработали способ тестирования на патогены, принципиально отличающийся от существовавших ранее. Однако остается неясно, будет ли разработанная ими панель работать так же хорошо на людях, как и на мышах.

 

Related Posts

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.