新しい方法で骨感染の診断が向上した

感染は、細菌が体に侵入すると起こることがある。一つの感染のタイプは骨に影響を与えるもので、骨髄炎（OM）として知られている。この状態の診断と治療は難しいことがある。感染した細胞の中にどれだけの細菌がいるかを調べる一般的な方法は、それらの細胞を壊した後にプレート上のコロニーを数えることだけど、この数え方は細胞や細菌の種類に応じて異なる結果を出すことがある。

特に、黄色ブドウ球菌、特にメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）は、大人の骨髄炎の一般的な原因だ。この研究では、これらの細菌が骨細胞に感染する方法を模倣するために特定のタイプの骨細胞モデルを使った。２つの菌株の黄色ブドウ球菌がテストされた：一つは非常に病原性が高く抗生物質に耐性があるやつ、もう一つは弱くて抗生物質に敏感なやつ。研究者たちは、コロニー計数法と特別なDNA測定法の両方を使って、感染した細胞内の細菌の数をより詳しく知ることができた。

#使用した方法

研究者たちは、骨のような細胞と細菌を制御された実験室の環境で準備した。彼らは細菌で骨細胞を感染させ、その後、一定の期間にわたってサンプルを収集した。細菌の存在を測定するためにさまざまな方法が使われた。伝統的な方法は、感染した細胞を壊してプレート上のコロニーの数を数えるもので、新しい方法はサンプルから直接細菌のDNAコピーを数えるものだった。

DNA測定法、デジタルドロップPCR（DdPCR）として知られる方法は、標準曲線なしでDNAを正確にカウントできるので、プロセスがシンプルで早くなる。通常の清掃ステップを省いて、特別なライシスバッファーを使ってサンプルからDNAを抽出した。

#インビトロ研究からの結果

研究結果は、DNA測定法が伝統的なコロニー計数法よりも多くの細菌コピー数を示したことを明らかにした。数日間にわたって、プレート上の細菌コロニーの数は大幅に減少した。しかし、DNA法を使用した研究者は、病原性の高い菌株においてDNAコピーの数は安定していて、コロニーが少なくなっても細菌が細胞内で生存していることを示した。

一方、病原性の低い菌株は時間の経過とともにDNAカウントが減少し、これらの細菌が細胞内で生存するのがうまくなかったことを示唆した。研究者たちは、感染したヒト細胞がまだ生きているかどうかも調べた。細菌の量が少ない場合、ヒト細胞の健康状態は感染していない対照群と似たような状態だったが、細菌の量が多くなるとヒト細胞の健康が低下することが見えた。

結果は、二つの方法の間に大きな違いがあることを浮き彫りにした。コロニー計数法は、特に宿主細胞内の過酷な条件に適応している細菌の感染で実際の細菌数を過小評価することが多い。

#人間の症例への応用

研究者たちは、これらの結果が実際の人間の症例に当てはまるかを見た。彼らは、伝統的な培養法で陰性結果が出た骨感染が疑われる3人の患者を調査した。これらの患者から取られた骨組織サンプルは、特別な染色技術を通じて組織損傷の証拠を示した。

研究者たちは、実験室の実験からの直接DNA抽出とddPCR方法を使って、すべての患者から細菌DNAが存在することを確認した。定期的な培養法では細菌を特定できなかったが、DNAの配列解析によって細菌の正体が様々な種のブドウ球菌であることが確認された。これにより、新しい方法が従来の培養技術で見逃されていた感染を明らかにできることが示された。

#結論

この研究は、細菌コロニーを数える標準的な方法が骨感染において重要な細菌量を見逃す可能性があることを示した。直接DNA抽出と高度な計数法を使用することで、研究者たちは実験室での実験と人間の症例の両方でより正確な細菌の存在測定を得られた。

このアプローチはプロセスを早めるだけでなく、信頼できる結果を得るために重要なサンプルロスを最小限に抑えることができる。また、サンプルから直接細菌のDNAを配列解析する能力は、感染を引き起こしている具体的な細菌を特定するための貴重なツールを提供し、より良い治療オプションにつながるかもしれない。

この結果は、臨床現場で新しい技術を採用して、骨髄炎のような感染の診断と治療戦略を改善する必要性を示している。これにより、医者がこれらの感染を扱う方法が変わり、患者の診断と最適な治療法を見つけるための迅速かつ正確な方法が提供される可能性がある。

全体的に、これらの技術の進歩は、従来の方法では検出が難しい細菌感染を管理する上で大きな改善の機会を提供する。迅速なDNA分析と配列解析の統合が、臨床実践における感染の診断、追跡、治療の能力を向上させるかもしれない。