«Плюнуть в пробирку»: российские учёные научились диагностировать заболевания по анализу слюны
/ 22 Апр 2018 в 19:48
Природа одарила человека уникальной защитной системой– иммунитетом. В здоровом состоянии он способен защитить организм от множества воздействий как внешних, так и внутренних. Однако нарушения иммунной системы приводят к различным заболеваниям от аллергии и сахарного диабета I типа до более опасных аутоиммунных заболеваний, например, рассеянного склероза. К сожалению, подобные заболевания диагностируются, лишь когда болезнь начинает проявляться симптоматически. Специалисты Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) в рамках Проекта 5 – 100 разработали уникальный метод диагностики иммунных заболеваний еще до того, как болезнь начнет себя проявлять.
Экспериментальная установка
© СПбПУ
Ученые всего мира занимаются исследованиями иммунного ответа, проще говоря, того, как организм реагирует на вторжение чужеродных бактерий, микроорганизмов и вирусов. Однако доподлинно неизвестно, как именно происходит реакция иммунитета на вирусное вторжение на молекулярном уровне. Политехники предложили метод лазерно-коррекционной спектроскопии для исследования иммунного ответа в биологических жидкостях организма, например, в слюне. Давно известно, что в слюне содержатся все те же самые иммунные белки, что и в крови, а взять слюну на анализ гораздо проще и дешевле.
Суть предлагаемого метода заключается в анализе рассеянного света, получаемого путем подсвечивания лазером биологической жидкости человека (слюна или кровь — не имеет значения). Лазерный луч фокусируется на образце. Белки, находящиеся в жидкости, рассеивают свет, который фиксируется детектором. По характеру изменения интенсивности рассеянного света во времени можно определить, какого размера частички плавают в жидкости. Размер частиц меняется в процессе активации иммунитета — белки соединяются друг с другом и становятся больше. Кроме того, размерный состав биологических жидкостей различается у разных людей и зависит от наличия тех или иных заболеваний. Таким образом, можно определять, реагирует ли организм человека на инфекции должным образом и диагностировать заболевания иммунитета.
С помощью данного метода также можно проводить тестирование лекарств не на человеке, а на его биологических жидкостях. Этот подход становится сугубо индивидуальным. Ведь даже если определенной группе заболевших одно лекарство помогло, это не означает, что оно поможет всем. Вместе с тем тестировать лекарства или производить анализ иммунитета каждого человека индивидуально, без однозначных показаний врача, в настоящее время невозможно, поскольку большинство используемых биохимических методов являются сложными и дорогостоящими.
«Мы предлагаем дешевый и главное действенный метод диагностики заболеваний без каких-либо на то показаний. Нам нужен лазер, приемник и программа для анализа данных. В процессе плановой диспансеризации любой человек может «плюнуть в пробирку» и узнать о своих заболеваниях еще до того, как болезнь начнет себя проявлять. Это многократно увеличивает шансы на выздоровление», – говорит Элина Непомнящая, инженер научной группы Института физики, нанотехнологий и телекоммуникаций СПбПУ.
Так как подобные исследования динамики активации иммунных белков при помощи оптических методов еще никто не проводил, впереди предстоит немало работы. Ученые выявили, что есть реакция и предложенный метод работает. Теперь необходимо составление максимально детальной карты, а именно изучение реакций доноров с различными патологиями. Специалисты Политеха проводят данное исследование в тесном сотрудничестве с поликлиническими учреждениями, которые как никто заинтересованы в появлении дешевого диагностического метода иммунных заболеваний, в первую очередь, аутоиммунных заболеваний и сахарного диабета.
СПбПУ является участником Проекта повышения конкурентоспособности ведущих российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров (Проекта 5-100). В рамках Проекта 5-100 в СПбПУ создаются, применяются и распространяются мультидисциплинарные политехнические знания, надотраслевые наукоемкие и передовые технологии мирового уровня.
Научная публикация: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/956/1/012009
