Новости Москвы

Рак легких и астму определяют по дыханию

Ученые из университета Колорадо в Болдере работают над уникальным анализатором дыхания. С его помощью врачи смогут определять смертельно опасные заболевания на ранних стадиях. Все что потребуется - дунуть в трубку.

Большинство тяжелейших болезней, включая злокачественные опухоли и почечную недостаточность, можно вылечить или взять под контроль на ранних стадиях. Но, к примеру, рак легких в 90% случаях обнаруживают на 3-4 стадии, когда больному остается несколько месяцев жизни. До этого срока опухоль развивается в организме без всяких симптомов, и распознать ее крайне трудно.

Врачи из Болдера утверждают, что большинство тяжелейших болезней можно "поймать" на ранних стадиях, если уловить единичные молекулы, которые связаны с конкретными заболеваниями. Для этого требуется лишь проанализировать дыхание пациента.

"Это практически бесконтактный способ диагностики, - говорит руководитель исследовательской группы Юн Йе. - Человеку даже нечего опасаться, его не будут колоть шприцами, чтобы добыть кровь. Только проверят дыхание".

Наукой установлено, что люди выдыхают сложную смесь газов, включая кислород, азот и двуокись углерода. По словам Юна Йе, в человеческом дыхании содержится более 1 тыс. различных компонентов, где наряду с общими для всех людей газами существуют и индивидуальные для каждого человека молекулы, являющиеся биологическими маркерами определенных состояний организма.

"Если вы изучите медицинскую литературу, без труда обнаружите горы учебников, в которых говорится о связи определенных болезней с молекулами, обнаруженными в дыхании, - говорит Юн Йе. - К примеру, в дыхании астматиков присутствует закись азота".

Основываясь на этих фактах, ученые разработали специальную технологию, которая распознает различные "болезненные" молекулы в дыхании. С ее помощью врачи смогут определять те болезни, которые еще не проявили себя в организме человека определенными симптомами, но уже присутствуют в нем и ведут свою "черную" работу.

В выдохе каждого из нас содержатся триллионы молекул, и "отловить" одну из них, являющуся маркером, довольно сложно. Но, даже поймав ее, говорить о наличии болезни рано. Необходимо выстроить своеобразный узор из молекул различных типов, который и станет подтверждением наличия заболевания.

Группа под руководством Юна Йе как раз и работает над таким прибором, который сможет видеть не только весь лес в целом, но и каждое дерево в отдельности. Технология строится вокруг дивайса, использующего так называемый "метод частотной гребенки" (измерение с очень высокой точностью частоты излучения молекул и атомов, за открытие которого американский ученый Рой Глаубер и немецкий исследователь Теодор Хэнш получили в 2005 году Нобелевскую премию).

Сердцем дивайса, размер которого не превышает микроволновку, является резонатор между двумя сферическими зеркалами. Лазерные импульсы попадают в этот резонатор и отражаются, а затем проходят между зеркалами десятки тысяч раз, бомбардируя любые молекулы, встречающиеся у них на пути, перед тем, как окончательно погаснуть. Для испытания дивайса привлекались студенты университета.

Вся прелесть системы, по мнению Юна Йе, заключается в том, что она предоставляет возможность увидеть весь молекулярный спектр дыхания, а не какие-то отдельные молекулы. "Если у вас астма, то в дыхание будет закись азота, но если у вас в дыхании закись азота, то это еще не значит, что у вас астма. Но когда мы обнаружим несколько разных молекул, являющиеся маркерами астмы, тогда в наши руки попадут "отпечатки пальцев" болезни".

Пока прибор находится на начальной стадии разработки, и в настоящий момент эффективен только в отношении некоторых болезней легких. Но исследователи убеждены, что им удастся распространить его действие и на другие заболевания.

По материалам АВС