Команда предполагает, что подход мог бы также быть полезен для ранней диагностики других неуловимых бактериальных инфекций. Сотрудники – от Национального института стандартов и технологий (NIST), Института Исследования Биологической науки и Биотехнологии и Медицинской школы Джонса Хопкинса – недавно сообщили об успешном первом суде над их новым методом.«Наша гипотеза была то, что бактерии Лайма теряют подобные пузырьку частицы – или фрагменты – полученный из клеточной стенки бактерий, циркулирующих в сыворотке людей. Эти частицы содержали бы мембранные белки, которые могут быть обнаружены, чтобы обеспечить уникальный индикатор инфекции», объясняет химик исследования NIST Ларик Турко.
Проблема состояла в том, чтобы обнаружить эти бактериальные мембранные белки среди далеких, намного более многочисленных белков, обычно существующих в сыворотке, водянистом, компоненте без клеток крови. Исследователи размышляли, что бегущие образцы сыворотки через быстродействующую центрифугу – стандартный шаг в лабораториях химии – могли бы выборочно сконцентрировать большие, более тяжелые фрагменты, содержащие бактериальные мембранные белки в шарики.
В действительности они предсказали, этот шаг отделит пшеницу – редкие целевые белки – от мякины – намного более богатые человеческие белки сыворотки.Обещание нового метода было продемонстрировано в тестах на образцах сыворотки, оттянутых от трех пациентов с необнаруженной болезнью Лайма во время их начального визита доктора.
Настраивая стандартные аналитические методы для определения типов и количеств химикатов в образце, команда обнаружила чрезвычайно небольшие количества целевого белка во всех трех образцах. Для любителей химии белок в обогащенных образцах присутствовал на уровне приблизительно четырех миллиардных частей из одной миллионной родинки, стандартной единицы для количества вещества.В одном пациенте экспериментальный метод обнаружил бактерии за три недели до того, как инфекция была подтверждена со стандартными анализами крови, теперь используемыми. Для других двух инфекция диагностировалась одновременно этими двумя методами.
«Сложность болезни Лайма, объединенной с отсутствием биомаркеров, чтобы измерить инфекцию, замедлила прогресс», учится сотрудник Джон Окотт, глава Центра Клинического исследования болезни Лайма Джонса Хопкинса.. «Теперь, благодаря недавним достижениям в технологии, самая крошечная концентрация молекул крови может теперь быть обнаружена, молекулы, которые были ранее ‘невидимы’ для ученых».Aucott покажет совместное исследование как пример в его представлении Годового собрания AAAS 2016 года, Большие данные Клинические Факты и Человеческие Размеры Совместимых Данных.
Текущий стандартный анализ крови на болезнь Лайма выставляет инфекцию только после того, как антитела накопились к обнаружимым уровням, которые могут занять до 4 – 6 недель. Если пациенты показывают контрольную сыпь яблока мишени, диагноз и лечение могут начаться ранее. Но сыпь не появляется в 20 – 30 процентах больных болезнью Лайма, по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний.
Вместо того, чтобы ждать иммунной системы зараженного человека, чтобы произвести значимые суммы антител, команда приняла решение сконцентрировать внимание на бактериях сама – определенно, белки сараи ошибки, когда напали обороноспособностью тела.«От многих кандидатов мы выбрали того, которого и легко отличают от человеческих белков сыворотки и однозначного индикатора бактерий», говорит Турко. «Этот белок, который проживает на наружной поверхности мембран, стал целью нашего поиска в образцах сыворотки».Но находя, что цель потребовала, чтобы важный предварительный шаг гарантировал точность их измерений: создание справочного образца, который содержал вполне достаточные суммы целевого белка.
Со справочным образцом команда установила безошибочную подпись, к которой приведет белок мембраны наружной поверхности жука, когда они исследовали образцы, оттянутые от пациентов. В результате этих шагов команда могла обнаружить копии целевого белка, даже при том, что человеческие белки были 10 более многочисленными миллионами раз.
«Мы полагаем, что этот подход может быть универсально применим к диагностике других бактериальных инфекций в людях», пишут исследователи.