Исследователи БФУ им. И. Канта разрабатывают новые методы быстрого обнаружения возбудителей туберкулеза — микобактерий и определения их устойчивости к антибиотикам. По данным Всемирной организации здравоохранения, туберкулез является одной из 10 ведущих причин смерти в мире. Особую опасность представляет туберкулез, вызванный устойчивыми (резистентными) к антибиотикам штаммами бактерии Mycobacterium tuberculosis.

Физики БФУ им. И. Канта совместно с коллегами из Санкт-Петербургского НИИ фтизиопульмонологии и Санкт-Петербургского государственного университета предложили использовать для быстрого анализа деактивированных бактериальных клеток метод спектроскопии комбинационного рассеяния света. Этот подход позволяет точно определять состав и структуру изучаемого материала по рассеянию света от образца при воздействии лазерного излучения с определенной длиной волны. При этом спектроскопия — неинвазивный метод, то есть изучаемый материал не подвергается никакому механическому воздействию (кроме теплового) и не разрушается.

Zyubin_foto.jpg

Андрей Зюбин, старший научный сотрудник НОЦ «Фундаментальная и прикладная фотоника. Нанофотоника» БФУ им. И. Канта:

«Чтобы получить информацию о структуре клеток разных штаммов, при проведении эксперимента спектроскопии комбинационного рассеяния коллектив исследователей направлял лазерный луч на отдельные деактивированные бактерии. Клетки разных штаммов по-разному рассеивают свет, поэтому мы предполагаем наличие изменений изменений в составе компонентов клеточной стенки бактерии. В данном исследовании мы предприняли попытку обнаружения различий в клеточной стенке устойчивых и чувствительных к лекарственным препаратам бактерий. Однако для прояснения полной картины необходимы дальнейшие исследования и, самое главное, набор большого количества статистики. Стоит отметить, что предложенный метод от традиционных отличается оперативностью. Вероятно, что в ближайшем будущем время для определения наличия в организме возбудителя туберкулеза и его устойчивость сократится до нескольких часов».

Материал для исследования предоставил НИИ фтизиопульмонологии. Все эксперименты с деактивированными бактериями проводились на базе Санкт-Петербургского государственного университета. В БФУ им. И. Канта проводилась обработка полученных спектральных данных и подготовка статьи. Авторы использовали деактивированные кипячением штаммы бактерий, выделенные из мокроты в легких больных туберкулезом и из образцов взятой при хирургических операциях костной ткани. Перед применением спектроскопии комбинационного рассеяния лекарственную устойчивость бактерий определили стандартными биолого-химическими методами.

Полученные результаты опубликованы в научном журнале первого квартиля «Laser Physics Letters». Над статьей работали сотрудники НОЦ «Фундаментальная и прикладная фотоника. Нанофотоника» БФУ им. И. Канта к.ф-м.н. Андрей Зюбин и к.ф-м.н Илья Самусев,  коллеги из Лаборатории экспериментального туберкулеза НИИ Фтизиопульмунологии Минздрава РФ (д.ф-м.н. А.И. Лаврова, д.б.н., О.А. Маничева., к.б.н. (М.З. Догонадзе) и Санкт-Петербургского государственного университета (д.ф-м.н. А.И. Лаврова). 

Авторы работы выражают глубокую признательность и благодарность руководителю Центра «Оптические и лазерные методы исследования вещества» СПбГУ к.ф. — м.н А.В. Курочкину, а также его сотрудникам к.ф-м.н., Д.Ю. Панькину и к.ф-м.н. Е.В. Борисову за содействие и неоценимую помощь в проведении исследований. Авторы статьи выражают благодарность д.ф-м.н. заведующему кафедрой теоретической физики Курского государственного университета Е.Б. Постникову за ценные комментарии и обсуждения результатов статьи.