Analýza těkavých organických látek pomocí PTR-TOF-MS pro screening respiračních infekcí pomocí vydechovaného vzduchu. (VORTEX 1)

Nově se objevující respirační onemocnění představují globální zdravotní hrozbu. Viry, jako je chřipka a koronaviry, byly hlavní příčinou pandemií v minulém století. Obecně platí, že dopad těchto respiračních infekcí není omezen pouze na rizika pandemií. Některé patogeny skutečně způsobují i sezónní epidemie s významnou lékařskou a ekonomickou zátěží. Je proto nezbytné posílit globální dohled, varovné systémy a schopnosti včasné diagnostiky patogenů odpovědných za respirační infekce.

Jedním slibným a uznávaným přístupem je analýza vydechovaného vzduchu, který obsahuje komplexní směs těkavých organických sloučenin (VOCs), známých také jako „volatilom“.

Volatilom je ovlivňován metabolismem pacienta, imunitním systémem a mikrobiomem. Může být narušen přítomností patogenu.

Možný přístup ke studiu lidského volatilomu se nazývá „on-line“ metoda. Mezi technologie schopné provádět on-line analýzu patří analyzátory využívající TOF (time-of-flight) technologii, které oddělují ionty podle rozdílů rychlosti po urychlení fixním potenciálem a poté měří všechny poměry hmotnosti/náboje současně. Získaná data mají podobu hmotnostního spektra složeného z mnoha píků představujících zastoupení každé detekované chemické látky obsažené ve výdechu. Citlivost a rychlost měření přístrojů využívajících technologii PTR-TOF-MS (Proton Transfer Reaction - Time of Flight - Mass spectrometer) umožňují sledování procesu výdechu v reálném čase, což umožňuje analyzovat vydechovaný vzduch v závislosti na čase. PTR-TOF-MS přístroje jsou obvykle kompaktního designu, což umožňuje jejich nasazení v prostředích, jako jsou nemocniční pohotovosti nebo centra hromadného screeningu.

Cílem studie VORTEX-1 je zahrnout pacienty s příznaky respiračních infekcí bez ohledu na mikrobiologickou etiologii, aby se přiblížil rutinní klinický kontext, a tedy zahrnout infekce různého virového nebo bakteriálního původu. Kromě toho bude také odebrán vzorek tzv. „kontrolní“ skupiny, složené ze zdravých jedinců (bez respiračních infekcí nebo závažných či chronických patologií v době odběru).

Současně se studiem chemického složení vydechovaného vzduchu těchto pacientů a pro další porozumění faktorům ovlivňujícím volatilom je vyžadována kombinovaná průzkumná analýza respiračního mikrobiomu, reakce hostitele v době infekce a patogenů zodpovědných za infekční epizodu. Doposud taková analýza ve vědecké literatuře neexistuje, pravděpodobně kvůli technické a logistické složitosti integrace dat z více zdrojů a nedostatku multidisciplinárního konsorcia s potřebnou odborností. Souběžně se studiem chemického složení vydechovaného vzduchu těchto pacientů a za účelem dalšího pochopení faktorů ovlivňujících volatilom je vyžadována kombinovaná průzkumná analýza respiračního mikrobiomu, reakce hostitele v době infekce a patogenů zodpovědných za infekční epizodu. Doposud taková analýza ve vědecké literatuře neexistuje, pravděpodobně kvůli technické a logistické složitosti integrace dat z více zdrojů, ale také kvůli absenci multidisciplinárního konsorcia schopného sdružit veškerou potřebnou odbornost v rámci jednoho projektu.

Detekce specifických VOCs by mohla významně zlepšit a usnadnit diagnostiku těchto respiračních infekcí.

Tento výzkum by mohl revolučně změnit diagnostiku respiračních infekcí tím, že nabídne rychlou, neinvazivní a snadno škálovatelnou alternativu ke konvenčním diagnostickým metodám, jako jsou PCR testy, které vyžadují nazofaryngeální odběr. Současně se studiem chemického složení vydechovaného vzduchu těchto pacientů a pro další porozumění faktorům ovlivňujícím volatilom je vyžadována kombinovaná průzkumná analýza respiračního mikrobiomu, reakce hostitele v době infekce a patogenů zodpovědných za infekční epizodu. Doposud taková analýza ve vědecké literatuře neexistuje, pravděpodobně kvůli technické a logistické složitosti integrace dat z více zdrojů a nedostatku multidisciplinárního konsorcia s potřebnou odborností.

Detekce specifických VOCs by mohla významně zlepšit a usnadnit diagnostiku těchto respiračních infekcí. tím, že nabídne rychlou, neinvazivní a snadno škálovatelnou alternativu ke konvenčním diagnostickým metodám, jako jsou PCR testy.