Брюшной тиф Мэри заразил сотню и более человек, но бессимптомные носители малярии ежегодно заражают гораздо больше людей. Международная группа исследователей работает над способом выявления больных малярией, включая инфицированных людей, у которых нет симптомов малярии.
Люди, которые болеют малярией, но не имеют симптомов, изобилуют наиболее сильными зонами заражения малярией. Даже анализы крови не обязательно обнаруживают инфекцию паразитом плазмодия, особенно при низкой плотности паразитов. Тесты ДНК на паразита обычно показывают наличие инфекции, но они далеки от быстрых.
"Наша предыдущая работа на мышиной модели показала, что инфекция малярии изменяла запахи инфицированных мышей таким образом, что они делали их более привлекательными для комаров, особенно на стадии инфекции, когда инфекционная стадия паразита присутствовала в больших количествах," сказала Консуэло Де Мораес, адъюнкт-профессор биологии Пенсильванского университета и профессор наук об окружающей среде, ETH Zurich. "Мы также обнаружили долговременные изменения в профилях запаха инфицированных мышей."
Исследователи хотели посмотреть, смогут ли они определить изменения запахов человека, связанные с малярией, которые могут быть полезны для диагностики инфицированных людей. Они были особенно заинтересованы в идентификации тех, кто был инфицирован, но не имел симптомов. Первоначально исследователи использовали микроскопию и экспресс-тест SD Bioline для выявления пациентов с малярией. Поскольку эти методы имеют ограниченную чувствительность, особенно при низком уровне паразитарной нагрузки, инфекции были подтверждены тестами ДНК. Они выявили 333 человека, которые однозначно были либо инфицированы малярией, либо не были инфицированы малярией.
Только в том случае, если и микроскопия, и исследования ДНК были отрицательными, субъекты считались свободными от малярии. Инфицированные пациенты для первоначальных исследований были положительными при микроскопии и ДНК на малярию. В некоторых более поздних анализах исследователи включили 77 человек, которые были положительными на малярию согласно ДНК, но не обнаружили паразитов в микроскопических тестах.Инфекция малярии не создает новые летучие химические вещества в организме, но изменяет количество – в большую или меньшую сторону – летучих химикатов, которые уже присутствуют в запахах здоровых людей.
"Интересно, что симптоматические и бессимптомные инфекции отличались друг от друга, а также от здоровых людей," сказал Марк С. Мешер, адъюнкт-профессор биологии, Пенсильванский университет, и профессор наук об окружающей среде, ETH Zurich.
Это различие между инфицированными, бессимптомными и здоровыми людьми может в конечном итоге привести к тестам, позволяющим быстро и точно идентифицировать инфицированных людей, даже без симптомов.
Исследователи сообщают в сегодняшнем (14 мая) выпуске Proceedings of the National Academy of Sciences, что прогностические модели с использованием машинного обучения надежно определяют статус инфекции на основе летучих биомаркеров. Они заявляют "наши модели идентифицировали бессимптомные инфекции со 100-процентной чувствительностью, даже в случае инфекций низкого уровня, не обнаруживаемых под микроскопом." Эти результаты намного превосходят любые доступные в настоящее время быстрые диагностические тесты.
"Но мы должны подчеркнуть, что мы очень далеки от разработки практического диагностического теста, основанного на запахах," сказал Де Мораес.
Для успешного проведения теста необходимо, чтобы его можно было быстро и дешево развернуть в полевых условиях, но при этом обнаруживать инфекции с высокой чувствительностью.
"В ближайшей перспективе наша цель – уточнить текущие результаты, чтобы найти наиболее надежные и эффективные биомаркеры, которые мы можем," сказал Мешер. "Это действительно фундаментальная наука для определения биомаркеров малярии. Предстоит еще многое сделать для разработки практического диагностического теста."