Ученые петербургского ИТМО разработали новую диагностическую систему для определения бактерии Helicobacter pylori, вызывающей воспаления в ЖКТ.
Helicobacter pylori ― бактерия, живущая на слизистой оболочке желудка и двенадцатиперстной кишки. Попадая в организм человека и закрепляясь на слизистой, бактерия начинает вырабатывать фермент уреазу. Это повышает уровень кислотности, концентрацию аммиака и углекислого газа, из-за чего и запускается воспалительный процесс. Активное размножение хеликобактера приводит к хроническому гастриту, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и даже к развитию рака желудка.
Чтобы обнаружить Helicobacter pylori, врачи применяют разные методы. Самые удобные для пациента исследования те, в которых не нужно сдавать биоматериал — например, уреазный дыхательный тест. С его помощью можно обнаружить бактерию в организме, сравнив концентрацию двух компонентов — углерода 12С и 13С в выдыхаемом человеком диоксиде углерода.
Сотрудники ИТМО разработали диагностическую систему для анализа проб уреазного дыхательного теста на основе рамановской спектроскопии. Метод проще в использовании и позволяет получать точные измерения.
«Проект стал продолжением рамановского газоанализатора, который мы разработали ранее для компании "Мониторинг". Прибор позволял определять концентрацию углерода 12С и 13С в углекислом газе и метане. Эта характеристика важна при производстве газовых смесей. После окончания проекта мы стали думать, в каких еще направлениях можно использовать наш прибор, и решили сфокусироваться на уреазном дыхательном тесте. Нам удалось создать точную и простую в использовании диагностическую систему из отечественных комплектующих», — рассказал автор разработки Евгений Попов.
Чтобы перестроить ранее разработанный рамановский газоанализатор под медицинские задачи, ученые добавили в него диагностическую систему. Когда пациент сдает уреазный дыхательный тест, пробы отвозят в медицинскую лабораторию и исследуют на приборе ― оператор присоединяет пробы к газоанализатору и делает нужные измерения. После исследования оператор получает готовый текстовый документ, где написано изменение в соотношении углеродов 12С и 13С. На основе этих показаний врач может диагностировать болезнь и назначить лечение.
По словам разработчиков, диагностическую систему можно адаптировать и для определения других заболеваний — например, диабета, астмы, рака легких и туберкулеза. В зависимости от болезни, которой страдает пациент, меняется и его состав дыхания, и в нем появляются биомаркеры — углеводороды, альдегиды, спирты, кетоны и другие. Именно они могут указывать на наличие заболевания.
Новое изобретение позволит собирать образцы бактерий в пищеварительном тракте человека
