Для младенцев поездка из матки во внешний мир – это переход от пустого, стерильного сланца к хозяину того, что в конечном итоге станет триллионами микроскопических организмов. К сожалению, демографические данные растущего микробного сообщества могут легко опрокинуться в пользу опасных бактерий.
«Хотя эта микробная среда в кишечнике все еще развивается, введение одного из многих неправильных видов бактерий может вызвать серьезный иммунный ответ», – говорит Дуглас Вейбель, профессор биохимии Университета Висконсин-Мэдисон. «У младенца иммунная система может просто разрушить кишечник».
В сельской Африке риск заражения может быть еще большим. Weibel будет использовать грант «Грандиозные исследования» от Фонда Билла и Мелинды Гейтс, чтобы провести дешевый и простой тест на бактерии, которые вызывают некротизирующий энтероколит – обычную и часто смертельную инфекцию – в Кении, Руанде и Уганде.
«Мы получаем много полезных микробов, которые поселяются в наших телах у наших матерей при рождении, – говорит Вайбель. «Но если есть патогены, которые передаются от матери к ребенку, их можно идентифицировать и лечить».
Часто лечение этих патогенов может означать введение антибиотика после того, как у новорожденного развиваются относительно смутные симптомы. Или, по словам Вейбеля, мать, приближающаяся к труду, получит антибиотики в превентивной дозе – подход, который может привести к той же проблеме, которую он должен был предотвратить.
«Подобный подход может без разбора уничтожать почти все бактерии в кишечнике ребенка, в том числе полезные типы – уничтожать вредные бактерии, пространство и ресурсы для процветания», – говорит Вейбель. «И ты вернулся туда, где ты не хочешь быть, работая против высокой смертности».
Сдвиг в подходах врачей и патологоанатомов (или тех, кто имеет меньшую подготовку, более вероятно, будет присутствовать при рождении в развивающихся странах) может улучшить шансы для детей.
Проверка наличия вредных бактерий до или после рождения может сократить использование антибиотиков новорожденным, которые в ней абсолютно нуждаются. Но для проверки может потребоваться довольно сложное и дорогостоящее оборудование для секвенирования генома, которое чаще всего встречается вблизи лабораторных скамеек биохимиков.
«Нейт Сира, действительно умный студент, который работал в нашей лаборатории, разработал маленький картридж, который мы адаптировали для переноса почти всего, что нужно для определения вредных микробов», – говорит Вейбель, группа которого настроила систему картриджей, сохраняя при этом стоимость единицы на уровне менее 1 доллара США , «Это необычайно просто. Это не требует того, у кого есть много клинической экспертизы микробиологии ».
Просто добавьте образец от матери или ребенка – или и того и другого, – говорит Вейбель, – читайте результаты в течение 10 или 15 минут и планируйте уход, зная, что вредные микробы являются или не могут нанести ущерб.
Weibel также надеется адаптировать технологию для использования с аксессуарами для смартфонов, которые могут нагревать и обрабатывать образец и совместно использовать результаты через беспроводное соединение.
«Красота заключается в том, что данные этого анализа могут быть отправлены в облако для совместного использования с ближайшими медицинскими работниками и центрами, которые контролируют болезни во всем мире», – говорит Вейбель. «Врач получает информацию о конкретном организме, который может вызвать очень серьезные проблемы со здоровьем для ребенка, а центры болезней могут использовать его для эпидемиологических исследований».
Грант Weibel является одним из 80, присужденных во время девятого раунда финансирования грантовых исследований. Каждая исследовательская группа получает 100 000 долларов США для поддержки одного года исследований, имея возможность затем представить первоначальные результаты, которые могут выиграть еще 1 миллион долларов для продолжения работы.
«Инвестиции в инновационные глобальные исследования в области здравоохранения уже окупаются», – говорит Крис Уилсон, директор программы Global Health Discovery and Translational Sciences в Фонде Гейтса. «Мы по-прежнему восхищаемся новизной и инновационным духом проектов Grand Challenges Explorations и с энтузиазмом относимся к этим захватывающим исследованиям. Эти инвестиции имеют реальный потенциал для предоставления новых решений для улучшения здоровья миллионов людей в развивающемся мире и обеспечения того, чтобы каждый человек имел возможность жить здоровой, продуктивной жизнью ».
Дорога от фундаментальных исследований к руководству здравоохранением на местах начинается с поддержки Гейтса. В декабре Weibel посетит Уганду с коллегой по биохимии профессором Джеймсом Нтамби, группой учеников UW-Madison, и приложит все усилия для установления партнерских отношений, чтобы помочь ему использовать его лабораторные картриджи для тестирования бактерий.
«Разработка анализа исходила из очень фундаментального исследовательского проекта, – говорит Вейбель. «Наша лаборатория пытается понять, что мы узнаем об основных микробиологических системах, и применять ее любым полезным способом, который мы можем идентифицировать. Это фокус, который поможет Фонду Гейтса ».