Найдена альтернатива биопсии для диагностики кожных и иммунных болезней - Поиск - новости науки и техники
Поиск - новости науки и техники

Найдена альтернатива биопсии для диагностики кожных и иммунных болезней

01.10.20

Физики из МГУ совместно с коллегами с кафедры физиологии кожи клиники Шарите (Германия) предложили альтернативу биопсии, которую проводят для постановки точного диагноза в дерматологии и иммунологии. Ученые выяснили, что определить причину заболевания и степень его тяжести можно при помощи двухфотонной микроскопии. Ее принцип похож на МРТ и дает возможность получить результат сразу после обследования. Работа опубликована в журнале Scientific Reports. Исследование поддержано грантом Президентской программы исследовательских проектов Российского научного фонда (РНФ). 

При аллергии и заболеваниях кожи врачи не всегда могут выявить их причину после осмотра. Чтобы поставить правильный диагноз и назначить лечение, проводится биопсия. У пациента берут кусочек кожи и исследуют при помощи иммуногистохимического анализа образцы обрабатываются реактивами с антителами. Если в них есть антиген, антитело прикрепляется к нему и ткань в этом месте окрашивается. Сегодня это единственный способ изучения состояния клеток кожи при дерматологических заболеваниях и аллергии. Но у него есть свои минусы: пациентам с плохой свертываемостью крови нельзя проводить биопсию, так как это хирургическое вмешательство, связанное с кровотечением. Исследование же может длиться от 7 до 14 дней — если нужно провести дополнительные анализы и сразу не получается получить точный результат. Из-за этого невозможно быстро поставить правильный диагноз и назначить лечение, а также контролировать состояние клеток кожи в режиме реального времени.

Чтобы найти более удобный и быстрый способ, авторы работы изучили поведение тучных клеток. Они находятся в верхнем слое кожи и всех тканях организма, являются частью иммунной системы и участвуют в развитии некоторых воспалительных процессов. Когда аллерген попадает в организм человека, он встречается с этими клетками, а они выделяют вещества, такие как гистамин и гепарин. Соединения вызывают ответную реакцию в виде разжижения крови, отека тканей и зуда. Для организма это сигнал о контакте с аллергеном. Тучные клетки, как и все остальные в нашем организме, флуоресцируют («светятся») в ответ на облучение. Времена затухания флуоресценции у активированных клеток, которые выделили вещества после взаимодействия с аллергеном, и тех, которые находятся в состоянии покоя, отличаются. Зная параметры флуоресценции в двух состояниях, можно определить, на какой стадии находится заболевание и есть ли оно.

«Предложенный нами способ заключается в том, что мы подаем свет на кожу человека и получаем обратный сигнал от тучных клеток. Исследование проводится при помощи двухфотонного томографа, который помогает наблюдать за состоянием кожи на разной глубине. Мы берем во внимание только время жизни флуоресценции и количество тучных клеток, так как их концентрация зависит от заболевания. Если они находятся в состоянии покоя, то излучают свет дольше. Если встретились с аллергеном, то стали «пустыми» и флуоресцируют быстрее. Новизна нашего исследования в том, что врач может в режиме реального времени получать информацию о состоянии тучных клеток и наблюдать за тем, как протекает болезнь. Кроме этого, использование томографа безвредно и нетравматично»,

отмечает Евгений Ширшин, руководитель проекта по гранту РНФ, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник кафедры квантовой электроники физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова. 

На первом этапе исследования ученые взяли образцы кожи здоровых людей, пациентов с аллергией и больных мастоцитозом кожным заболеванием, вызванным накоплением большого количества тучных клеток. На образцы подавали излучение с длиной волны 760 нм и считывали время свечения тучных клеток в ответ на облучение. В этом спектре излучение не будет перекрываться флуоресценцией от других компонентов кожи. Тучные клетки, находящиеся в состоянии покоя, излучали свет в три раза дольше, чем активированные.

Покоящаяся и активированная тучные клетки. Источник: Евгений Ширшин/МГУ

Удалось выяснить, что у пациентов с аллергией количество активированных клеток больше, чем у здоровых. А у больных мастоцитозом оно не сильно отличается от показателей здоровых пациентов. Также исследователи провели традиционный иммуногистохимический анализ. Результаты двух исследований выявили в образцах активированные клетки, что согласуется с данными, полученными новым способом. Это подтвердило возможность использовать двухфотонную томографию наряду с существующими методами диагностики.

В завершении исследований ученые проанализировали кожу добровольцев in vivo. В нем приняли участие трое больных мастоцитозом и четыре пациента с аллергией. На кожу подавали излучение, вызывающее «свечение» тучных клеток. Изображение фиксировали и анализировали, есть ли там активированные и находящиеся в состоянии покоя тучные клетки и их количества. Для этого использовали данные о свечении, полученные во время исследования образцов кожи. Результаты показали, что двухфотонная томография способна так же успешно выявлять заболевания, как и лабораторные исследования.

Разработанный метод может стать важным инструментом диагностики. Для более точного анализа необходимо создать модель поведения тучных клеток при других кожных заболеваниях это авторы планируют сделать на следующем этапе работы.

Пресс-служба РНФ

Нет комментариев

Загрузка...
Новости СМИ2