В Сколтехе повысили чувствительность диагностики желтухи новорожденных
Методику анализа крови новорожденных на билирубин для диагностики желтухи усовершенствовали исследователи Сколковского института науки и технологий, 14 марта сообщает пресс-служба Сколтеха.
Новая методика позволит более точно определять параметры фототерапии синим светом, назначаемой обычно в качестве одного из способов лечения физиологической желтухи новорожденных, которой страдают до 80% недоношенных детей.
При этом в настоящее время стандартных научно обоснованных научных рекомендаций, которые бы задавали точный спектр света, мощность и продолжительность облучения, не существует. Однако они нужны, учитывая возможные побочные эффекты.
Для выработки таких рекомендаций необходимы более совершенные способы измерения уровня билирубина. Такой способ сколковские исследователи представили в статье «Неинвазивный непрерывный флуоресцентный мониторинг фотодеградации билирубина», опубликованной в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.
Билирубин — токсичный продукт распада эритроцитов, выводится из организма печенью, но у 8 из 10 недоношенных детей она с этой функцией не справляется, что приводит к повышению уровня билирубина в крови. Его можно заметить по характерному желтоватому оттенку кожи, давшему название заболеванию.
Синий свет при фототерапии преобразует молекулы билирубина, которые в результате выводятся с мочой и калом. Однако единого протокола подбора терапии: длительности облучения синим светом, оптимальной мощности и того, как они должны меняться в зависимости от тяжести заболевания, — до сих пор не существует.
Его создание требует более высокой точности измерения концентрации билирубина в тканях, чем это делается в настоящее время. Ученые Сколтеха сумели добиться такого повышения точности, дополнив существующий метод.
Метод основан на определении доли света, который поглощается раствором, по интенсивности флуоресценции. Измерив флуоресценцию для диапазона известных концентраций билирубина, можно использовать полученные данные для измерения концентрации билирубина в образцах пациентов.
Первый автор статьи Сергей Перков из Центра фотоники и фотонных технологий Сколтеха рассказал о проведенном эксперименте:
«Мы взяли жидкие образцы билирубина в различных концентрациях от нормальной до патологической, осветили их синим светом, параллельно осуществляя мониторинг флуоресценции. Больше всего света было испущено на длине волны 532 нанометра — это зеленый».
Ученые считали, что флуоресценция раствора с высокой концентрацией билирубина будет увеличиваться по мере воздействия синего света. При этом в концентрированном растворе значительная часть флуоресцентного света, испущенного билирубином, повторно поглощается другими молекулами билирубина до того, как флуоресценцию можно заметить.
Однако при постепенном снижении концентрации под воздействием синего света такого «тушения» становится меньше, и флуоресценция становится заметнее. Неожиданным стал факт того, что подобная динамика увеличения флуоресценции наблюдалась и у растворов с низкой концентрацией билирубина.
«Наша текущая гипотеза такова, — расказал Перков. — Мы знаем, что билирубин транспортируется белком под названием альбумин, каждая молекула которого имеет несколько вакантных „слотов“. И даже при низкой концентрации часть флуоресценции может быть поглощена молекулами билирубина, соседствующими на одном альбумине. Получается, даже если молекулы альбумина в растворе низкой концентрации находятся слишком далеко друг от друга, чтобы могло произойти обычное тушение флуоресценции, этот второй механизм всё равно будет работать независимо от концентрации».
Исследователи разработали с учетом наблюдавшегося эффекта калибровочный график, связывающий наблюдаемую флуоресценцию с концентрацией билирубина. Ученые надеются, что мониторинг флуоресценции дополнит существующую методику измерения билирубина, сделав фототерапию физиологической желтухи недоношенных безопаснее и эффективнее, а также позволит адаптировать ее к индивидуальным особенностям пациентов.
