Badacze z Uniwersytetu Jagiellońskiego i Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie opracowali nowatorską metodę diagnostyczną. Może ona zmienić reguły gry w zwalczaniu leptospirozy i wdrażaniu programów profilaktycznych. Według naukowców nowa metoda rozwiązuje dotychczasowe techniczne problemy w diagnozowaniu leptospirozy. W przyszłości powinno to pomóc skutecznie przeciwdziałać rozwojowi tej choroby na świecie.
Opracowana przez polskich naukowców metoda znacząco przyśpiesza badania próbek zawierających patogenne bakterie z rodzaju Leptospira. Dotychczasowe metody badawcze, które są niezbędne do tego, by wdrożyć odpowiednie i skuteczne programy szczepień, wymagają zastosowania metod serologicznych. Konieczne w nich jest pozyskiwanie surowic z hodowli zarażonych królików. Interdyscyplinarny zespół z Krakowa opracował sposób obejścia czasochłonnych i kosztownych badań. W przyszłości pozwoli to znacznie szybciej działać służbom odpowiedzialnym za zwalczanie epidemii leptospirozy i wdrażanie programów profilaktycznych.
Leptospiroza dotyka zwierzęta i ludzi
Leptospira to rodzaj tlenowych bakterii Gram-ujemnych, z których wiele gatunków wywołuje chorobę zakaźną, leptospirozę. Nosicielami bakterii są zwierzęta, w tym ssaki domowe i hodowlane. Dotychczas zidentyfikowano niemal siedemdziesiąt gatunków Leptospira. Wśród nich kilkanaście patogennych, wywołujących zakażenia u zwierząt.
Niestety, leptospiroza przenosi się również na ludzi. Przebieg choroby może być ostry, prowadząc w skrajnych przypadkach do śmierci lub poważnych powikłań. Na świecie co roku leptospirozą zaraża się około milion osób, a około 60 tysięcy umiera. Zakażenie bakterią odbywa się poprzez uszkodzoną skórę oraz błony śluzowe. Ze względu na odzwierzęcy charakter, leptospiroza uznawana jest za chorobę zawodową. Szczególnie narażeni na nią są rolnicy, hodowcy zwierząt, a także pracownicy oczyszczalni ścieków. Leptospiroza u zwierząt – zarówno w postaciach ostrych, jak i przewlekłych, w tym utajonych – powoduje znaczne szkody materialne.
Utrudniona diagnostyka i przeciwdziałanie
„Walkę z leptospirozą utrudnia silne zróżnicowanie gatunkowe i serologiczne bakterii Leptospira. Poszczególne gatunki morfologicznie nie różnią się między sobą. To powoduje, że prawidłowa identyfikacja patogenów obecnych w danym regionie jest wyzwaniem dla diagnostów laboratoryjnych. W przypadku leptospirozy czym innym jest zdiagnozowanie choroby, a czym innym określenie, jaki dokładnie rodzaj bakterii ją wywołał” – mówi dr hab. Dariusz Latowski z Uniwersytetu Jagiellońskiego, współtwórca nowej metody.
W klasyfikacji serologicznej bakterie Leptospira zostały podzielone na liczne serowarianty, określane na podstawie zmienności antygenowej. Podział obejmuje zarówno gatunki patogenne, jak i niepatogenne. Dodatkowo, na użytek dotychczas stosowanych metod diagnostycznych, wyodrębnione serowarianty zostały ujęte w odrębne serogrupy.
Aby móc skutecznie i prawidłowo przeciwdziałać epidemii leptospirozy, na przykład poprzez zastosowanie właściwych odmian szczepionek, warunkiem koniecznym jest prawidłowe określenie serogrup i serowariantów Leptospira bytujących na danym terenie. Dopiero wtedy można skutecznie ukierunkować odmienne typy szczepionek, które zadziałają na konkretny serowariant. To właśnie kwestie identyfikacji i precyzyjnego określania serowariantów i serogrup Leptospira stanowią do dziś wąskie gardło w walce z tą chorobą oraz w jej przeciwdziałaniu. Jest to problem ogólnoświatowy. Jak dotąd w żadnym z regionów globu nie wdrożono metod pozwalających stosunkowo szybko i łatwo wskazywać serowarianty leptospir.
Metoda prosta i szybka
„Obecnie w diagnostyce leptospirozy dominują metody genetyczne, na przykład z wykorzystaniem technologii PCR. Mimo że są one stosowane do zdiagnozowania choroby, nie pozwalają jednak wskazać konkretnego serowariantu. Ten wyróżnik zależy od typu antygenów obecnych na powierzchni bakterii. To właśnie identyfikacja serowariantu jest kluczowa w działaniach epidemiologicznych i profilaktyce” – dodajedr lek. wet. Aleksandra Lewicka z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, współtwórczyni nowej metody.
„Współczesny problem w przeciwdziałaniu leptospirozie bierze się stąd, iż metody identyfikacji serowariantów Leptospir są bardzo czasochłonne i kosztochłonne. Nie zajmują się tym rutynowo laboratoria diagnostyczne. Badania są dotychczas wykonywane jedynie przez specjalistyczne laboratoria badawcze. Opracowana przez nas metoda jest prosta. Może być przeprowadzona przez zwykłe ośrodki biochemiczne posiadające odpowiednie zaplecze, takie jak chromatograf cieczowy. Metodę łatwo więc upowszechnić, a przy tym kluczowe jest to, iż uzyskanie informacji o konkretnych serowariantach obecnych w badanej próbce zajmuje znacznie mniej czasu w porównaniu do obecnie stosowanych technik badawczych” – wyjaśnia prof. dr hab. Zbigniew Arent z Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, współautor nowej metody identyfikacji leptospir.
LPS to identyfikator bakterii
Zespół naukowców z UJ i Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie wpadł na pomysł, by identyfikację serowariantów bakterii Leptospira oprzeć na badaniu składu LPS obecnego w bakteriach. LPS to unikatowy lipopolisacharyd obecny w zewnętrznych błonach komórkowych bakterii Gram-ujemnych. Jest on na tyle unikatowy, że zbadanie jego składu daje pewność co do przynależności badanej bakterii do danego serowariantu. Zatem badając skład chemiczny LPS można wprost odpowiedzieć na pytanie, do jakiej serogrupy należy badana bakteria oraz który serowariant reprezentuje.
„Opracowana przez nas metoda skraca czas badania, ponieważ do identyfikacji serowariantów nie potrzebne są analizy surowic. Dziś laboratoria badawcze chcąc pozyskać informacje o serowariantach, bazują na analizach serologicznych, w których niezbędne jest wyprodukowanie surowic odpornościowych. Surowice te pozyskuje się od zarażanych królików. Nasza metoda w ogóle nie wymaga takich surowic. Jest dużo szybsza, tańsza i bardziej humanitarna, bo wykonuje się ją bez udziału zwierząt. Stosując ją możemy w prosty sposób określić, z jakim serowariantem mamy do czynienia. Taka informacja dla służb walczących z epidemią, czy wdrażających programy profilaktyki jest w pełni wystarczająca do skutecznego działania” – mówi dr Jan Łyczakowski z UJ, współtwórca metody.
Szybsze informacje bez potrzeby immunizowania zwierząt
Badanie bakterii odbywa się już po ich wyizolowaniu z materiału klinicznego – pozyskiwanego z krwi, moczu lub pośmiertnie z tkanek zwierząt.
„Do tej pory laboratoria diagnostyczne na całym świecie nie dysponują tak szybkim narzędziem do identyfikacji serowariantów Leptospir. Szybszy i łatwiejszy dostęp do informacji o tym, jakiego rodzaju serowarianty są obecne na danym terenie, stanowić będzie przyczynek do tego, by w poszczególnych regionach znacznie szybciej i skuteczniej reagować na zagrożenia epidemiologiczne. To pozwoli podnieść skuteczność szczepień profilaktycznych i docelowo zwalczać ogniska epidemii” – wyjaśnia dr inż. Gabriela Konopka-Cupiał, dyrektorka Centrum Transferu Technologii UJ, CITTRU.
Po zabezpieczeniu własności intelektualnej obie uczelnie pracują nad tym, by nawiązać współpracę z partnerami, którzy wdrożą tę metodę do praktyki diagnostycznej i upowszechnią ją w świecie.
Więcej: cittru.uj.edu.pl
Zobacz też: https://www.pprol.pl/naukowcy-uj-opracowali-nawoz-jak-drozdze/
