Недавнее исследование Индийского института науки (IISc) выявило набор молекулярных биомаркеров, которые можно использовать в дифференциальной диагностике острых бактериальных и вирусных инфекций. Эти биомаркеры представляют собой различные молекулы информационной РНК (мРНК), обнаруженные в крови; различия в их уровнях позволяют с высокой вероятностью обнаружить и предсказать, является ли инфекция вирусной или бактериальной.
Текущая пандемия COVID-19 – мрачное свидетельство того ущерба, который инфекционное заболевание может нанести здоровью и благополучию человека. Основной проблемой при лечении таких заболеваний является неправильный диагноз, который может привести к лечению методом проб и ошибок и неправильному использованию антибиотиков. Поэтому определение правильного типа инфекции имеет решающее значение.
Организм человека по-разному реагирует на бактериальные и вирусные инфекции. Он производит в крови различные типы молекул, такие как белки и РНК, в зависимости от типа инфекции. Хотя антибиотики могут лечить бактериальные инфекции, они неэффективны против вирусных инфекций. Однако неизбирательное использование антибиотиков для лечения любого вида инфекции привело к появлению бактериальных штаммов, которые теперь устойчивы ко всему нашему арсеналу антибиотиков. "Антибиотики назначают даже при вирусных инфекциях в некоторых случаях из-за неправильного диагноза. При использовании современных методов проверка на наличие бактериальных или вирусных инфекций может занять много времени," объясняет первый автор Сатьябааратхи Равичандран, научный сотрудник лаборатории Нагасумы Чандры, профессора кафедры биохимии.
Быстрый метод выявления острых вирусных и бактериальных инфекций и их различения может быть чрезвычайно полезен в клинике, поскольку точный диагноз выиграет половину битвы и направит клинициста к оптимальному пути лечения. Это также предотвратит рост устойчивости к противомикробным препаратам. В новом исследовании, опубликованном в журнале EBioMedicine, исследователи разработали такой тест, используя транскриптомы крови пациентов и сложное компьютерное моделирование.
Транскриптом – это полный набор молекул мРНК, экспрессируемых биологической клеткой, который измеряется с использованием технологий секвенирования следующего поколения (NGS). Во время инфекции включаются определенные гены, которые, в свою очередь, приводят к увеличению количества определенных мРНК и, в конечном итоге, к увеличению количества соответствующих белков. Ученые проанализировали транскриптомные данные пациентов (из общедоступных баз данных и образцов, собранных в Медицинском колледже М.С. Рамая в сотрудничестве с клинической командой) и обнаружили сигнатуру РНК из десяти генов в крови пациентов, которая продуцируется в различных количествах для вирусов и вирусов. бактериальные инфекции.
Чтобы сделать его полезным в клинике, исследователи разработали отдельную шкалу под названием VB10, которую можно использовать для диагностики, мониторинга стадии выздоровления после инфекции и оценки степени тяжести инфекции. VB10 точно указывал, была ли в данном образце крови бактериальная или вирусная инфекция, от разных бактерий и вирусов и от разных возрастных групп.
Авторы предполагают, что тест может быть полезен для дифференциации инфекции COVID-19 от бактериальных инфекций. В ходе исследования они рассмотрели различные вирусные инфекции, транскриптомные данные по которым общедоступны. Это позволило им разработать общий тестовый балл VB10 для вирусных инфекций. Как только стали доступны транскриптомные данные для COVID-19, команда проверила свой подход и обнаружила, что результаты тестов могут различать инфекцию SARS-CoV-2 и распространенные бактериальные респираторные инфекции.
Эта работа была проведена в сотрудничестве с клиницистами Медицинского колледжа М.С. Рамаяя и исследователями Амитом Сингхом, Дипшиха Чакравортти и К.Н. Баладжи из IISc. Команда надеется начать пробное исследование, чтобы перенести результаты своих исследований из лаборатории в клинику. "Этот тест можно провести с помощью qRT-PCR. Учитывая, насколько распространенной стала ОТ-ПЦР из-за пандемии, запуск этого теста не должен представлять серьезной проблемы," говорит Чандра. Исследователи ожидают, что он будет полезен на ранней стадии заражения и будет работать против любого штамма. Это может дополнить текущие диагностические тесты COVID-19.