W roku 2021 r. na gruźlicę zachorowało 10,6 mln osób, a 1,6 mln zmarło z jej powodu, co czyniło wówczas tę chorobę drugą po Covid-19 najczęstszą zakaźną przyczyną śmierci na świecie.

Zespół naukowców z The Rosalind Franklin Institute, uniwersytetu w Oksfordzie (Wielka Brytania), uniwersytetu w Pittsburghu oraz Narodowego Instytutu Zdrowia (USA) opracował nowy radioznacznik, który jest wchłaniany przez obecne w organizmie żywe bakterie gruźlicy (https://www.nature.com/articles/s41467-024-48691-6).

Radioznaczniki to związki radioaktywne emitujące promieniowanie, które można wykryć za pomocą skanerów i przekształcić w obraz 3D. Do technik wykorzystujących radioznaczniki należy pozytonowa tomografia emisyjna (PET), w przypadku której rejestruje się emisję ... cząstek antymaterii, a konkretnie antyelektronów (pozytonów) przez cząsteczki substancji znakowanej izotopem (na przykład promieniotwórczym sodem 22Na). Po zderzeniu elektronu z pozytonem dochodzi do anihilacji – cząstki te zamieniają się w dwa kwanty gamma o energii 511 keV. Fotony anihilacyjne emitowane są w dokładnie przeciwnych kierunkach, a ich wykrywanie pozwala stworzyć precyzyjny obraz przestrzennego rozmieszczenia radioznacznika.

Nowy radioznacznik, zwany FDT, po raz pierwszy umożliwia wykorzystanie skanów PET do dokładnego określenia, kiedy i gdzie choroba w płucach pacjenta jest nadal aktywna. Szeroko zakrojone badania przedklinicznym nie wykazały żadnych skutków ubocznych, można zatem rozpocząć badania fazy I na ludziach.

Obecnie istnieją dwie metody diagnozowania gruźlicy: badanie na obecność bakterii gruźlicy w ślinie pacjenta lub badanie PET w celu wykrycia objawów zapalenia w płucach przy użyciu powszechnie stosowanego radioznacznika fluorodeoksyglukozy (FDG).

Jednak badanie śliny może dać wynik negatywny na długo przed całkowitym wyleczeniem choroby w płucach, co może skutkować zbyt wczesnym zakończeniem leczenia. Skanowanie pod kątem stanu zapalnego może być pomocne w ocenie zasięgu choroby, nie jest jednak specyficzne dla gruźlicy – stan zapalny może mieć wiele różnych przyczyn i utrzymywać się w płucach po wyeliminowaniu bakterii gruźlicy, co powoduje, że leczenie trwa dłużej niż to konieczne.

Nowy radioznacznik jest dużo bardziej specyficzny, ponieważ wykorzystuje węglowodany przetwarzane wyłącznie przez bakterie gruźlicy. Jednocześnie można korzystać z posiadanej już przez wiele szpitali aparatury do diagnostyki PET.

Nowa cząsteczka powstaje z FDG w stosunkowo prostym procesie z udziałem enzymów opracowanym przez zespół badawczy. Oznacza to, że FDT można wytwarzać bez specjalistycznej wiedzy i laboratoriów, dlatego byłby realną opcją w krajach o niskich i średnich dochodach ze słabiej rozwiniętymi systemami opieki zdrowotnej. W krajach tych występuje obecnie ponad 80 proc. przypadków gruźlicy i zgonów z jej powodu na świecie.

Badaniami kierował profesor Ben Davis, dyrektor naukowy grupy Franklin Next Generation Chemistry. „Znalezienie dokładnego sposobu określenia, kiedy gruźlica jest nadal aktywna w organizmie, jest ważne nie tylko dla wstępnej diagnozy, ale także dla zapewnienia, że pacjenci otrzymują antybiotyki wystarczająco długo, aby zabić bakterie, ale nie dłużej. Radioznaczniki FDG i enzymy, które opracowaliśmy w celu przekształcenia ich w FDT można przesłać pocztą. Przy minimalnym dodatkowym szkoleniu tę skuteczną diagnostykę można w zasadzie wdrożyć w większości systemów opieki zdrowotnej na całym świecie – i co najważniejsze, w miejscach, gdzie choroba ta nadal zbiera największe żniwo” - powiedział.

Dr Clifton Barry III z National Institute of Allergy and Infectious Diseases stwierdził: „FDT umożliwi nam ocenę w czasie rzeczywistym, czy bakterie gruźlicy pozostają żywe u pacjentów poddawanych leczeniu, zamiast konieczności czekania, aby zobaczyć, czy lub nie nawracają w przypadku aktywnej choroby. Oznacza to, że FDT może wnieść znaczącą wartość do badań klinicznych nowych leków, zmieniając sposób ich testowania pod kątem zastosowania klinicznego”.(PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ agt/