Микробные патогены могут быть диагностированы с высокой точностью в течение 24 часов с помощью специальных алгоритмов секвенирования. Это было подтверждено в клиническом исследовании пациентов с сепсисом.

Благодаря прогрессу в области анализа нуклеиновых кислот, имеющиеся в настоящее время технологии с высокой пропускной способностью позволяют секвенировать полный геном организмов в течение нескольких часов. На основе этих технологий исследователи из института Фраунгофера инженерии и биотехнологии (Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology) разработали альтернативную диагностическую платформу для диагностики сепсиса. Она не требует культивировать патогены заранее в лаборатории. Идентифицировать не только бактерии, но и грибки или вирусы можно непосредственно с помощью анализа последовательности их ДНК.

«Например, в нашем исследовании мы смогли выявить вирусный возбудитель как причину болезни пациента. Хотя анализ крови показал отрицательный результат, поскольку с его помощью могут быть обнаружены только бактерии», - объясняет профессор Кай Сон (Kai Sohn).

Этот метод диагностики был подтвержден исследованиями образцов крови у пациентов с сепсисом в больнице Гейдельбергского университета (Heidelberg University Hospital).
Более 99 процентов ДНК, свободно циркулирующих в плазме крови, - человеческого происхождения. Таким образом, выявление патогенов сепсиса напоминает пресловутый поиск иголки в стоге сена. Поэтому исследователи используют специальные компьютерные программы для сравнения последовательных фрагментов с базой данных генома, в которую вошли последовательности ДНК бактерий, грибков и вирусов.

Тем не менее, не каждый идентифицированный микроорганизм обязательно является причиной сепсиса. Одна из самых больших проблем в оценке последовательности данных - определить, отличается ли вывод из статистически ожидаемого результата. Для того, чтобы иметь возможность ответить на этот решающий вопрос, Филипом Стивенсом (Philip Stevens), специалист по биоинформатике в исследовательской группе, был разработан специальный алгоритм. Главная его задача - сравнить результаты секвенирования с фрагментами крови здоровых людей.

«Таким образом, алгоритм позволяет оценить значение данных, исключить микробный «фоновый шум», т.е. безвредные бактерии нашей кожи или кишечной флоры, и выявить диагностически соответствующие патогенны», - объясняет Стивенс.

Клинические исследования показали, что вычисляемые диагнозы тесно коррелируют с таковыми по результатам анализа реальной культуры крови.