Группа ученых из Сингапура разработала новый способ использования магнитно-резонансной релаксометрии (МРТ), близкого родственника магнитно-резонансной томографии (МРТ), для обнаружения малярийных паразитов в крови инфицированных пациентов.
«Эта техника может предложить более надежный способ обнаружения малярии», — говорит профессор Jongyoon Han.
Возбудитель малярии заражает эритроциты и питается находящимся в этих клетках гемоглобином. Гемоглобин, как известно, содержит железо, которое высвобождается после того, как плазмодии разрушают молекулу белка. Однако само по себе железо токсично, и, чтобы не отравиться, паразит заключает его в кристаллические зёрна гемозоина, или малярийного пигмента.
У гемозоина есть слабые парамагнитические свойства, то есть он может намагничиваться во внешнем магнитном поле, и таким образом сам становиться источником поля. При магнитно-резонансных исследованиях внешнее поле настраивает под себя ядерные спины атомов водорода, и, если поле изменится, то вместе с ним синхронно изменятся и водородные спины. Но, если рядом есть частица с собственными магнитными свойствами – как гемозоин – то она искажает водородную структуру. И чем больше будет магнитных частиц, тем сильнее нарушится синхронизация атомов водорода с внешним магнитным полем.
В этом исследовании ученые использовали магнит в 0,5-тесла, он гораздо дешевле и мощнее, чем 2-х или 3-тесловые магниты, которые обычно используются для МРТ диагностики и стоят до 2 миллионов долларов. Команда также работает над портативной версией данного аппарата.
После взятия пробы крови анализ образцов занимает меньше минуты. С помощью прокола пальца берется около 10 микролитров крови, это делает процедуру минимально инвазивной, по сравнению с забором крови из вены.
Наконец, еще один плюс данного метода — его дешевизна, один диагностический тест обходится примерно в 10 центов.
Кристаллы гемозоина производятся на всех четырех этапах развития малярийной инфекции, в том числе на ранних стадиях. Кроме того, с помощью гемозоина можно выявить, насколько серьезно заражение, или же как болезнь реагирует на лечение.
В данной работе исследователи показали, что они могут обнаружить малярийный плазмодий в клетках крови, выращенных в лабораторных условиях. Они также обнаружили паразитов в эритроцитах мышей, инфицированных Plasmodыium Berghei.
Исследователи продолжают эту работу, чтобы сделать новую технологию более доступной по цене. Команда также работает над созданием источника энергопитания, получаемого от солнечного света.
ПОДРОБНЕЕ В НАУЧНОЙ СТАТЬЕ:
Peng, Weng Kung; Kong, Tian Fook; Ng, Chee Sheng; Chen, Lan; Huang, Yongxue et al. (2014) Micromagnetic resonance relaxometry for rapid label-free malaria diagnosis // Nature Publishing Group, a division of Macmillan Publishers Limited.
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
