Исследователи из Национального института математического и биологического синтеза (NIMBioS) при Университете Теннесси в Ноксвилле определили более чувствительный тест для выявления ранних стадий паратуберкулеза, смертельной болезни, поражающей молочное стадо и вызывающей ежегодные убытки молочной промышленности США оцениваются в 250 миллионов долларов.
Существующие методы тестирования на наличие бактерий, вызывающих заболевание, часто ошибочно диагностируют животных на ранних стадиях заболевания, которое не поддается лечению. Зараженные животные дают меньше молока, имеют проблемы с фертильностью и подлежат выбраковке. По оценкам, в США 20 процентов молочных стад и 8 процентов мясных стад содержат по крайней мере одно животное, зараженное этой болезнью, и что 68 процентов ферм заражены патогеном, вызывающим паратуберкулез.
Передача происходит при употреблении в пищу загрязненных навозом продуктов питания и пастбищ или через молозиво, переданное от инфицированной матери теленку. Болезнь обычно проявляется через два-три года после первоначальной инфекции, но в некоторых случаях может пройти до 10 лет, прежде чем она станет очевидной. За это время инфицированные животные выделяют бактерии, подвергая риску здоровье всего стада.
В настоящее время обнаружение возбудителя, например, тест на культуру кала, является золотым стандартом для диагностики животных, выделяющих бактерии, и для характеристики стадии заболевания, особенно на поздних стадиях.
Однако исследование, опубликованное в Nature's Scientific Reports, показало, что фекальный тест не может надежно предсказать персистирующие инфекции или ранние стадии. Обнаружение больных животных на субклинической стадии инфекции затруднено, потому что эти животные обычно выделяют бактерии в небольшом количестве и еще не выработали антитела к бактериям, которые можно было бы обнаружить.
«Выделение и потенциальная передача могут произойти задолго до того, как анализ кала даст положительный результат, поэтому необходимы другие предикторы заболевания, особенно на ранних стадиях инфекции», - сказал ведущий автор Гешам Магомбедзе, который проводил исследование, находясь в больнице. постдокторант в NIMBioS. Сейчас Магомбедзе - доцент и ассистент исследователя в Исследовательском институте Бэйлора в Далласе, штат Техас.
Используя набор математических моделей и статистическое моделирование, исследователи определили, что тест, основанный на типе иммунных клеток, называемых макрофагами, дает более надежные диагнозы.
«Анализ на основе макрофагов может быть лучшим маркером в диагностике паратуберкулезных инфекций, особенно при медленных или непрогрессирующих инфекциях, а также в случаях, когда заболевание прогрессирует быстро», - сказал Магомбедзе.
Иммунный ответ против патогена сложен и в настоящее время недостаточно изучен. По словам исследователей, современные тесты, использующие иммунный ответ, наиболее эффективно используются для прогнозирования исхода заболевания или его статуса на поздних стадиях.
Исследователи рекомендовали провести специально разработанные эксперименты для проверки использования нового анализа на основе макрофагов.
"Борьба с паратуберкулезом важна не только с сельскохозяйственной точки зрения, но и с точки зрения общественного здравоохранения, поскольку возбудитель был подозреваемой причиной болезни Крона у людей", - сказал соавтор Шигетоши Эда.
Исследования предполагают связь между бактериями паратуберкулеза и болезнью Крона у людей, серьезным воспалительным заболеванием кишечника, поражающим слизистую оболочку пищеварительного тракта. Однако есть некоторые разногласия относительно того, является ли эта связь причинно-следственной.