Биологи из России научились обнаруживать туберкулез по дыханию человека - «Наука»

Journal of Breath Research.

"Мы впервые сумели собрать и проанализировать отдельные высохшие остатки выдыхаемых микрокапель легочной жидкости, определили их размеры, установили соотношение липидов и водорастворимых метаболитов в них. Но по большому счету — это подготовительная работа для следующего шага: анализа биомаркеров в отдельных микрокаплях, чем мы сейчас активно занимаемся", — рассказывает Виктор Морозов из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН в Пущино, чьи слова приводит пресс-служба НИИ.

Как рассказывают ученые, сегодня десятки тысяч людей в России и других странах мира продолжают умирать от туберкулеза и осложнений, к которым ведет его развитие. Как правило, медики фиксируют развитие туберкулеза уже тогда, когда он начинает сильно влиять на работу организма человека, что осложняет лечение и создает множество проблем для больных и врачей. Поэтому создание методики, которая позволяла бы обнаруживать туберкулез еще до того, как он успел "окопаться" в легких, помогло бы сократить расходы на лечение больных и улучшить их жизнь.

Ученые: молекулы на экране телефона расскажут спецслужбам о его владельце

Виктор Морозов и его коллега Андрей Михеев предположили, что следы туберкулеза и других болезней могут присутствовать в микрокаплях жидкостей, которые постоянно выделяются нашими легкими в процессе нормального дыхания. Соответственно, изучив их состав, можно понять, болеет ли человек туберкулезом или нет.

Проблема, как объясняют ученые, заключается в том, что подобные частицы обладают сверхмалыми размерами: их диаметр не превышает 20-50 нанометров, что делает крайне проблематичным их извлечение из воздуха, выдыхаемого человеком. Как правило, медики просто конденсируют пар из дыхания человека и анализируют его содержание, что в большинстве случаев не дает никаких результатов, так как следов потенциальных патогенов в них содержится крайне мало для их обнаружения при помощи даже самых чувствительных приборов.

Для решения этой проблемы биологи из Пущино создали прибор, который вылавливает отдельные капли из воздуха и паров, используя силу электростатического притяжения. Этот медицинский гаджет устроен крайне просто: он состоит из набора трубок, через которые движется воздух, и двух электродов, отделенных друг от друга на небольшое расстояние.

Через эти электроды ученые пропускали ток с очень высоким напряжением, но небольшой силой, около 100 наноампер, что позволяло им создавать миниатюрные разряды тока и ионизировать при их помощи поверхность капель, придавая молекулам на их поверхности положительный заряд. Эти капли осаждались на поверхности отрицательного электрода, изготовленного из особо пористого графита, и застревали внутри него. Болезни вскоре можно будет определять по выдыхаемому воздуху — ученые

Подобный подход, как показали опыты на молодых и пожилых добровольцах, позволяет отловить большую часть капель из выдыхаемого ими воздуха, извлечь их из графитовой "ловушки" и изучить их состав и структуру при помощи атомно-силового микроскопа и других научных приборов.

Анализ содержимого отдельных капель, как считают ученые, поможет не только определять наличие туберкулеза и других болезней на самых ранних стадиях их развития, но и выяснять, где находится очаг заражения, и измерять его размеры.

Методика Морозова и его коллег, как отмечают ученые, позволяет проанализировать легочную жидкость неинвазивным путем. Сейчас, чтобы провести такой анализ, больному нужно залить в легкие физиологический раствор, а потом откачать его вместе с легочной жидкостью. Это сложная болезненная процедура, которую проводят под наркозом и без которой можно будет обходиться уже в ближайшем будущем.