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Fortschritte bei der Lepraerkennung mit neuer Technologie

Neue Testmethoden sollen die frühe Diagnose und Behandlung von Lepra verbessern.

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Nächste-GenNächste-GenLepra-Testlösungendie Lepraerkennung zu verbessern.Innovative Methoden zielen darauf ab,
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Leprase ist eine langanhaltende und ansteckende Krankheit, die durch spezielle Bakterien verursacht wird. Diese Krankheit gibt's überall auf der Welt und betrifft vor allem die Haut und Nerven, kann aber auch andere Körperteile angehen. Wenn sie nicht behandelt wird, kann Leprase zu sichtbaren Deformationen und verschiedenen körperlichen Behinderungen führen. Sie kann sich auf viele Arten zeigen, was es für Ärzte manchmal schwierig macht, sie zu erkennen, da die Symptome anderen Haut- oder Nervenkrankheiten ähneln können.

Wichtigkeit der frühen Diagnose

Es ist super wichtig, Leprase früh zu erkennen, um eine effektive Behandlung zu ermöglichen und zu verhindern, dass sie sich in der Gemeinschaft verbreitet. Da die Bakterien, die Leprase verursachen, sich in einem Labor nicht ausserhalb des menschlichen Körpers vermehren können, verlassen sich Ärzte oft auf die Krankengeschichte des Patienten und die körperliche Untersuchung für die Diagnose. Leider bedeutet das manchmal, dass es zu Verzögerungen bei der Diagnose kommt oder sogar gar keine erfolgt, was die Notwendigkeit qualifizierter medizinischer Fachkräfte zeigt.

Mangels eines perfekten Tests für Leprase können Ärzte zusätzliche Tests wie Hautbiopsien oder Hautabstriche nutzen, um nach den Bakterien zu suchen. Die Genauigkeit dieser Tests kann jedoch je nach Art der Leprase und der Erfahrung des Arztes variieren.

Fortschritte in der molekularen Diagnostik

Kürzlich haben Wissenschaftler molekulare Tests entwickelt, wie eine Methode namens Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (qPCR), die das Vorhandensein von lepraseverursachenden Bakterien nachweisen kann. Diese Tests sind empfindlich und spezifisch, was bedeutet, dass sie helfen können, die Krankheit früher zu erkennen. Trotzdem verlassen sich Ärzte meistens auf klinische Untersuchungen für die Diagnose, weil die Krankheit bei verschiedenen Patienten unterschiedlich auftritt.

Die Gesundheitsbehörden in Brasilien haben ein neues molekulares Testkit speziell zur Leprase-Erkennung genehmigt. Dieses Kit zielt auf bestimmte genetische Marker der Bakterien ab und zeigt eine hohe Genauigkeit. Wenn dieses neue Testverfahren in die Arbeitsroutine der Gesundheitsfachleute integriert wird, kann es helfen, die Anzahl der erkannten Fälle zu erhöhen, besonders bei denen, die weniger Bakterien im Körper haben.

Die Rolle von Screeningt Tests

Screeningt Tests sind sehr hilfreich, um Leprase-Fälle frühzeitig zu finden. Diese Tests sind so gestaltet, dass sie schnell Personen identifizieren, die möglicherweise die Krankheit haben und sie für weitere Tests und Diagnosen anleiten. Allerdings kann die Verwendung molekularer Tests in abgelegenen Gebieten eine Herausforderung sein. Der Bedarf an spezialisiertem Equipment und Material macht es schwieriger für Orte ohne gute medizinische Infrastruktur, auf präzise Tests zuzugreifen.

Der Prozess der Probenentnahme und der genetischen Materialextraktion erfordert viel Sorgfalt und kann kostspielig sein. Die Verwendung empfindlicher Instrumente und die sichere Entsorgung von Abfällen können für einige Gesundheitseinrichtungen ebenfalls problematisch sein.

Forschungsziele

Ziel der aktuellen Forschung war es, den Testprozess für Leprase mit neuen Methoden zu verbessern, wobei ein spezifisches Kit im Fokus stand, das zur Verwendung genehmigt wurde. Die Wissenschaftler wollten einen einfacheren Weg finden, um DNA aus Hautproben zu extrahieren und zu überprüfen, ob die neue Testausrüstung gut in abgelegenen Gebieten funktioniert. Der entwickelte Prototyp kann den Gesundheitsbehörden helfen, Leprase-Fälle leichter zu finden und bei denjenigen nachzuverfolgen, die Pflege benötigen.

Studienethik

Diese Studie wurde von einem lokalen Ethikkomitee genehmigt. Personen, bei denen Leprase vermutet wurde, stimmten zu, an einer spezialisierten Klinik teilzunehmen, und wenn sie minderjährig waren, gaben ihre Erziehungsberechtigten ihr Einverständnis, Teil des Projekts zu werden.

Verwendete Materialien

Für die Forschung verwendeten die Wissenschaftler synthetische DNA mit genetischen Markern für Leprase sowie Zellen von infizierten Tieren. Ziel war es, die Testreaktionen mit verschiedenen Arten von Ausrüstung zu optimieren.

Optimierung der Testausrüstung

Um die besten Ergebnisse aus der Testausrüstung zu erzielen, testeten die Forscher verschiedene Einstellungen, wie Belichtungszeit und Lichtintensität. Diese Veränderungen sollen die Fähigkeit der Reaktionen verbessern, die Bakterien effektiv nachzuweisen. Die Wissenschaftler suchten auch nach den besten Methoden zur Ergebnisanalyse und setzten spezifische Schwellenwerte fest, um zu bestimmen, ob ein Test positiv war.

Probenanalyse

Proben wurden von Patienten in einer spezialisierten Lepraseklinik entnommen. Biopsieproben wurden gesammelt und bis zum Testen aufbewahrt. Die Forscher klassifizierten die Proben nach festgelegten Richtlinien, um zu verstehen, wie viele Fälle Leprase waren und wie viele Hautkrankheiten, die nichts mit Leprase zu tun hatten.

Insgesamt umfasste die Studie 115 Hautbiopsieproben, die später sowohl mit standardmässigen als auch mit tragbaren Testgeräten analysiert wurden.

Testverfahren

Im Labor wurde DNA aus Hautproben extrahiert. Einige der Proben wurden mit kommerziellen Kits getestet, während andere mit einer neu vereinfachten Methode getestet wurden. Die Forscher wollten sehen, wie gut beide Methoden funktionierten.

Während des DNA-Extraktionsprozesses verwendeten die Forscher auch ein Schweinehautmodell, um verschiedene Lösungen zu bewerten, die verwendet wurden, um Hautproben aufzubrechen. Diese Tests halfen ihnen, die beste Lösung für die DNA-Extraktion zu finden.

Entwicklung eines vereinfachten Extraktionsprotokolls

Nachdem eine effektive Methode zur DNA-Extraktion etabliert war, wandten die Forscher sie auf klinische Proben an. Ziel war es, sicherzustellen, dass der Prozess unkompliziert und effektiv genug für den Einsatz in schwierigeren Umgebungen ist.

Elution-Protokolle

Um DNA effektiver zu extrahieren, testeten die Forscher verschiedene Elution-Protokolle, die Waschschritte vor der DNA-Extraktion aus den Hautproben beinhalteten. Dieser Schritt ist wichtig, um sicherzustellen, dass die extrahierte DNA rein und für Tests verwendbar ist.

Verwendung tragbarer Geräte für Tests

Tests mit der neuen tragbaren Ausrüstung wurden durchgeführt, um das Vorhandensein von Leprase-Bakterien in den gesammelten Proben zu überprüfen. Die Forscher verglichen diese Ergebnisse mit denen, die mit Standard-Testgeräten erhalten wurden, um die Genauigkeit zu bewerten.

Ergebnisse der Studie

Die Ergebnisse zeigten, dass die tragbare Ausrüstung gut funktionierte, es jedoch Variationen in den Ergebnissen im Vergleich zur Standardausrüstung gab. Zum Beispiel war der durchschnittliche Schwellenwert zur Erkennung von Leprase-DNA bei Proben, die mit tragbarer Ausrüstung getestet wurden, etwas höher, was darauf hindeuten könnte, wie effektiv die Ausrüstung je nach verfügbaren Proben ist.

Unter den analysierten Proben wurde ein gewisser Prozentsatz sowohl mit tragbaren als auch mit Standard-Testmethoden als positiv für Leprase gefunden. Die Forschung hob hervor, wie gut die neuen tragbaren Tests in verschiedenen Umgebungen eingesetzt werden können.

Einschränkungen und zukünftige Richtungen

Obwohl die Forschung vielversprechende Ansätze für tragbares Testen bei Leprase zeigte, wurden einige Einschränkungen festgestellt. Beispielsweise wurden bestimmte Proben als indeterminiert eingestuft, was bedeutet, dass weitere Tests erforderlich sein könnten, um die Ergebnisse zu bestätigen.

Die Studie betonte die Notwendigkeit einer kontinuierlichen Anpassung und Verbesserung der Testprotokolle, um Fälle besser zu erkennen, insbesondere bei denen mit weniger Bakterien.

Fazit

Die Forschung hat gezeigt, dass tragbare Testtechnologien für Leprase potenzielle Vorteile bieten, insbesondere in abgelegenen Gebieten. Durch die Verbesserung der Methoden zur DNA-Extraktion und -Testung können Gesundheitsfachleute ihre Fähigkeit erhöhen, Leprase in Bevölkerungsgruppen zu identifizieren und zu überwachen, die möglicherweise nur eingeschränkten Zugang zu medizinischen Ressourcen haben. Während die Arbeit fortfährt, diese Prozesse zu verfeinern, bleibt das Ziel, Leprase als öffentliches Gesundheitsproblem zu beseitigen. Die Ergebnisse dieser Studie könnten bedeutende Schritte in Richtung dieses Ziels bieten.

Originalquelle

Titel: Validation of the performance of a point of care molecular test for leprosy: from a simplified DNA extraction protocol to a portable qPCR

Zusammenfassung: The study aimed to optimize qPCR reactions using oligonucleotides from the first Brazilian molecular diagnostic kit for leprosy on a portable platform (Q3-Plus). In addition, we sought to develop a simplified protocol for DNA extraction that met point-of-care criteria. During optimization on the Q3-Plus, optical parameters, thresholds, and cutoffs for the 16S rRNA and RLEP targets of M. leprae were established using synthetic DNA, purified DNA from M. leprae, and pre-characterized clinical samples. In the simplified extraction step, different lysis solutions were evaluated using chaotropic agents, and purification was carried out by depositing the lysed material on FTA cards. The complete protocol (simplified extraction + qPCR on the portable platform) was evaluated with pre-characterized clinical skin biopsy samples and compared with standard equipment (QuantStudio-5). LOD95% for the optimized reactions was 113.31 genome-equivalents/L for 16S rRNA and 17.70 genome-equivalents/L for RLEP. Among the lysis solutions, the best-performing was composed of urea (2 M), which provided good dissolution of the skin fragment and a lower Ct value, indicating higher concentrations of DNA. The complete technological solution showed a sensitivity of 52% in reactions. Our results highlight the need for additional optimization to deal with paucibacillary samples, but also demonstrate the applicability of the portable platform in the detection of M. leprae in low infrastructure settings.

Autoren: Alexandre Dias Tavares Costa, A. Bertao-Santos, L. d. S. Dias, M. Ribeiro-Alves, R. O. Pinheiro, M. O. Moraes, F. S. d. N. Manta

Letzte Aktualisierung: 2024-02-29 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.29.24303527

Quell-PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.02.29.24303527.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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