Новости и мнения

Лаборатория в южноафриканском “городке” для отбора проб туберкулеза с вдыхаемого воздуха

Новое учреждение, расположенное в перегруженном сообществе с высокими показателями заболеваемости туберкулезом, приносит фундаментальную науку и передовые методы в суть кровообращения.

В Масифумелеле, неформальном поселении из оловянных хижин, приземистых кирпичных зданий и узких улочек к югу от Кейптауна, 23 000 человек ходят в школу, ведут бизнес, спят и общаются по щекам. В результате распространены инфекционные заболевания, особенно туберкулез (ТБ), который поражает около 80 процентов жителей к моменту достижения совершеннолетия.

Новое исследовательское учреждение, открытое здесь в этом месяце, направлено на борьбу с туберкулезом путем изучения того, как он передается в местном сообществе. Исследовательский центр по аэробиологии и туберкулезу стоимостью 10 миллионов рублей ($ 700 000 долларов США) позволит микробиологам из Университета Кейптауна (UCT) изучать микобактерии туберкулеза, взятые из выдыхаемого воздуха местных больных туберкулезом.

Это будет сделано с использованием местных технологий. На первом этаже двухэтажного здания больные туберкулезом войдут в «чистую коробку» размером с телефонную будку и проведут там некоторое время. Воздух в коробке – около 300 литров – будет вакуумироваться и проходить через стерильную воду, блокируя любые твердые частицы, включая бактерии, в 5-миллилитровой пробирке. Затем ученые проведут исследование образцов на наличие туберкулезных ошибок.

На данный момент это не самый простой и дешевый способ выявления туберкулезной инфекции. Но со временем ученые надеются превратить его в высокопроизводительный диагностический инструмент, чтобы помочь идентифицировать так называемые «суперраспределители» в сообществе. Они также хотят определить места в сообществе, где распространен туберкулез, что поможет целенаправленно оказывать услуги по профилактике туберкулеза. «Мы хотим найти всех, кто передает по соседству», – говорит Робин Вуд , директор UCT в Центре ВИЧ-инфекции Desmond Tutu и один из авторов нового сайта.

Как фундаменталисты, мы не проводим много социальных исследований, мы не понимаем социальных факторов. Но когда вы соберете все это в одном месте, оно станет действительно мощным.

Анастасия Кох, UCT

Обнаружение суперраспределителей будет легче сказать, чем сделать. Чтобы сделать это, технология должна быть способна скринировать десятки пациентов в день в одном только Masiphumelele, возвращая результаты быстро и без неудобств для пациентов. Это потребует продвинутой автоматизации обработки образца, в то время как микроскописты в настоящее время должны проверять тысячи наноразмерных оболочек один за другим, чтобы обнаружить ошибки в одном образце. Также необходимо изучить, определяет ли количество туберкулеза, которое выделяет человек, насколько он заразен, или же это специфические штаммы туберкулеза, которые вызывают инфекцию.

Дальше задача будет умножена в тысячу раз. По словам Вуда, в городе Кейптауне больше людей, живущих с туберкулезом, чем в Соединенных Штатах, Великобритании, Германии и Франции, и бактерия заражает в Кейптауне вдвое больше людей, чем 100 лет назад. Уровень детской инфекции особенно высок. К пяти годам 20 процентов детей в Масифумеле заражаются туберкулезом, и к тому времени, когда они достигли средней школы, эта доля возрастает до 50 процентов.

Частота инфицирования здесь настолько высока, отчасти потому, что из-за ВИЧ миллионы южноафриканцев стали подвержены туберкулезу. Но Вуд думает, что ВИЧ сам по себе не объясняет повышенный уровень инфицирования в таких местах, как Масифумелеле. Скорее он думает, что есть большой резервуар зараженных людей, которые не охватываются программами лечения, которые сосредотачиваются на активной болезни. «Вы никогда не остановите болезнь, если не перестанете ее получать», – говорит он.

Именно здесь применяется технология отбора проб в чистых помещениях. В отличие от тестов на туберкулез, когда пациентов просят кашлять, пробы из чистой коробки являются пассивными – пациенты могут кашлять, если им это необходимо (и это задокументировано), но им не предлагается , Это позволит ученым определить, передает ли кашель туберкулез лучше, чем просто дышать тем же воздухом, что и зараженный.

Технология все еще находится в зачаточном состоянии, и в течение следующих нескольких лет микробиологи из UCT планируют усовершенствовать механизм сбора чистых коробок. Дигби Уорнер из Института инфекционных заболеваний и молекулярной медицины UCT, который возглавляет работу по микробиологии, говорит, что волнующе работать над туберкулезом, полученным от пациентов. Работать над лабораторными нагрузками – это «видеть львов в зоопарке», говорит он. Но изучение туберкулеза у людей, заразившихся естественным путем, «похоже на наблюдение организма в дикой природе».

Для других членов команды расположение центра обеспечивает желанную связь человека с заболеванием, которое они изучают. Анастасия Кох , которая будет изучать геномные отпечатки пальцев M. tuberculosis, извлеченные из образцов, говорит, что она не знает ни одного другого места в мире, где такое высокотехнологичное оборудование находится в такой непосредственной близости от пострадавшего сообщества. «Это меняет ваши взгляды на исследования», – говорит она. «Когда вы едете в« Маси », вы думаете о том, как происходит социальная передача. Как фундаменталисты, мы не проводим много социальных исследований, мы не понимаем социальных факторов. Но когда вы соберете все это в одном месте, оно станет действительно мощным ».

CaptionRobin Wood, директор ВИЧ-центра Desmond Tutu Университета Кейптауна, стоит перед личной чистой комнатой, в которой отбирают воздух, выдыхаемый больными туберкулезом, и направляют его через жидкость для сбора твердых частиц. Линда Нордлинг

Следующий шаг для команды микробиологов – убедиться, что то, что они видят в образцах, на самом деле, M. tuberculosis . Для этого им нужно выделить отдельные клетки и изучить их – то, что команда еще не смогла сделать. «У нас есть много косвенных доказательств того, что на наших слайдах мы видим туберкулез. Похоже, туберкулез, мы можем вырастить из него туберкулез, и он выглядит как туберкулез », – говорит Уорнер. Но на слайдах много «грязи», в том числе других бактерий, говорит он, и ради будущей автоматизации жизненно важно, чтобы идентификация туберкулеза была безупречна. «Задача на ближайшие несколько лет состоит в том, чтобы достичь точки, где мы можем захватить организм со слайда и либо вырастить его в культуре, либо получить липидный или белковый сигнал, чтобы подтвердить, что то, что мы видели, определенно является туберкулезом».

На следующем этапе Уорнер и его коллеги объединяются с коллегами из MIT и Imperial College London. Они будут использовать новый флуоресцентный зонд, разработанный MIT, чтобы выяснить, лучше ли он при селективной маркировке M. tuberculosis, чем зонд для выявления туберкулеза, который в настоящее время использует команда Кейптауна, – DMN-трегалоза, и разработать способы выделения выделенных бактерий образцы для дальнейшего анализа.

Но метод изучения передачи Вуд не лишен своих хулителей. По словам Эдварда Нарделла из Гарвардской медицинской школы, не все частицы туберкулеза, обнаруженные в выдыхаемом воздухе, могут вызвать инфекцию, и поэтому подсчет микробов в воздухе может переоценить инфекционность пациентов. Нарделл является частью группы, которая с 2005 года изучает передачу туберкулеза в другой части Южной Африки, выпуская воздух из комнат больных туберкулезом через клетки морских свинок, чтобы выяснить, сколько животных подхватили заболевание. «Это измеряет фактическое заражение, событие интереса», говорит он. «Иногда старые методы остаются лучшими».

Эрик Рубин , микробиолог из Гарвардской школы общественного здравоохранения им. Чана, говорит, что работа, которую проводит Вуд, «необычна и трудна». Но он говорит, что, хотя работа по передаче на морских свинках дала интересные и клинически переводимые результаты, «работа Робина отличается, так как он интересуется основными молекулярными механизмами ».

Другие более недвусмысленно поддерживают. «Создание такого специализированного подразделения, позволяющего выяснить, как конкретно передается туберкулез от инфицированного человека восприимчивому человеку, – это шаг вперед», – говорит Деррик Крук , специалист по микробиологии инфекционных заболеваний в Оксфордском университете. «Преимущество состоит в том, что факторы, которые способствуют или предотвращают это, теперь могут быть распутаны. Выполнение этого там, где происходит такое распространение, дает исследователям наилучшие шансы уладить это ».

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *