O echipă de cercetători de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) din SUA, una dintre cele mai renumite universităţi tehnice din lume, a dezvoltat o tehnologie bazată pe nanoparticule care poate diagnostica rapid pneumonia prin intermediul unor simple teste de urină, ceea ce ar putea salva viaţa multor pacienţi.
Pneumonia, o boală respiratorie ce ucide aproximativ 50.000 de oameni în fiecare an în Statele Unite, poate fi cauzată de mai mulţi microbi, inclusiv de bacterii şi viruşi, iar detectarea rapidă a afecţiunii este critică pentru un tratament eficient.
Metodele actuale de diagnostic presupun un termen de cel puţin câteva zile pentru a obţine rezultate definitive, ceea ce îngreunează efortul doctorilor de a prescrie tratamentul potrivit.
Tehnologia bazată pe nanoparticule dezvoltată de cercetătorii de la MIT ar putea reduce semnificativ viteza diagnosticului.
Această tehnologie ar putea fi folosită şi pentru a monitoriza efectele antibioticelor asupra infecţiilor, spune Sangeeta Bhatia, profesor şi autorul studiului, citată de sciencedaily.com.
Acum câţiva ani, Bathia şi colegii săi au dezvoltat o abordare a diagnosticului ce amplifică un semnal de la biomarkeri ce deja se află în corp – în special enzime, numite proteolitice, ce scindează alte proteine.
Genomul uman conţine mai mult de 500 de enzime proteolitice, fiecare axându-se pe proteine specifice.
Echipa a dezvoltat nanoparticule ce pot fi scindate de anumite celule proteolitice, cum ar fi cele exprimate de celule canceroase.
Când aceste particule sunt injectate în corp, se acumulează în tumori - dacă acestea există -, iar celulele proteolitice taie peptidele din nanoparticule. Aceste peptide sunt eliminate ca deşeuri şi pot fi detectate printr-un simplu test de urină.
În studiile sale realizate recent, echipa de cercetători a arătat că această abordare poate fi folosită pentru a detecta tipuri diferite de cancer, inclusiv tumori ovariene foarte mici, ceea ce ar putea permite o diagnosticare mai rapidă a cancerului ovarian.
Pentru noul lor studiu, cercetătorii au vrut să exploreze posibilitatea diagnosticării infecţiilor detectând celule proteolitice produse de microbi.
Cercetătorii au început cu o specie de bacterie numită Pseudomonas aeruginosa, ce ar putea cauza pneumonie. Pseudomonas crează o enzimă proteolitică numită LasA, deci cercetătorii au proiectat nanoparticule cu peptide ce ar putea fi tăiate de LasA.
Cercetătorii au dezvoltat şi un al doilea senzor bazat pe nanoparticule, ce poate monitoriza răspunsul imun la infecţii. Aceste nanoparticule sunt acoperite de peptide ce sunt tăiate de un timp de enzimă proteolitică numită elastază, ce este produsă de celule imune numite neutrofile.
În cazul unora dintre pacienţii cu pneumonie, chiar dacă antibioticul elimină bacteria ce a cauzat infecţia, pot exista în continuare inflamaţii din cauză că neutrofilele rămân active.
”Senzorii te pot ajuta să faci diferenţa dintre o infecţie sau o inflamaţie şi o inflamaţie fără infecţie. Ce am arătat în această lucrare este că, atunci când foloseşti antibioticul potrivit, infecţia dispare, dar inflamaţia persistă”, mai spune Bathia.
Cercetătorii au tratat şoareci în laborator cu un antibiotic ineficient, iar atât nivelul bacteriei, cât şi al inflamaţiei au rămas ridicate. Acest tip de teste arată dacă un antibiotic funcţionează în cazul în care simptomele pacienţilor nu s-au îmbunătăţit în câteva zile.
Pentru acest studiu, cercetătorii au injectat nanoparticulele intravenos, dar acum lucrează la o variantă ce ar putea fi inhlalată.
Autorii afirmă că această metodă ar putea fi folosită pentru a determina imediat dacă un pacient suferă de pneumonie bacterială sau virală, ceea ce ar putea ajuta medicii să prescrie mai bine antibioticele.
Pentru a ajunge la un diagnostic mai bun, cercetătorii lucrează acum la adăugarea peptidelor ce ar putea interacţiona cu celulele proteolitice din alte tipuri de bacterii ce ar putea cauza pneumonie şi cele pe care sistemul imun le produce ca răspuns la pneumonia virală şi bacteriană.
