Analyse av flyktige organiske forbindelser ved hjelp av PTR-TOF-MS for screening av luftveisinfeksjoner ved bruk av utåndet luft. (VORTEX 1)

Fremvoksende luftveissykdommer er en global helsetrussel. Virus som influensa og koronavirus har vært hovedårsaken til pandemier det siste århundret. Generelt er virkningen av disse luftveisinfeksjonene ikke begrenset til pandemirisiko. Faktisk forårsaker noen patogener også sesongmessige epidemier med en betydelig medisinsk og økonomisk byrde. Det er derfor avgjørende å styrke global overvåkning, varslingssystemer og tidlig diagnostikk for patogener som forårsaker luftveisinfeksjoner.

En lovende og anerkjent tilnærming er analyse av utåndet luft, som inneholder en kompleks blanding av flyktige organiske forbindelser (VOC-er), også kjent som "volatilomet".

Volatilomet påvirkes av pasientens metabolisme, immunsystem og mikrobiom. Det kan forstyrres av tilstedeværelsen av en patogen.

En mulig tilnærming for å studere det menneskelige volatilomet kalles "online"-metoden. Blant teknologiene som kan utføre online-analyse, separerer analysatorer som bruker TOF (time-of-flight)-teknologi ioner i henhold til hastighetsforskjeller etter akselerasjon av et fast potensial, og måler deretter alle masse/ladningsforhold samtidig. Dataene som oppnås tar form av et massespektrum som består av en mengde topper som representerer overfloden av hver oppdagede kjemiske art i utåndingen. Følsomheten og målehastigheten til instrumenter som bruker PTR-TOF-MS (Proton Transfer Reaction - Time of Flight - Mass spectrometer)-teknologi muliggjør sanntidsovervåkning av utåndingsprosessen, noe som gjør det mulig å analysere utåndet luft som en funksjon av tid. PTR-TOF-MS-instrumenter er vanligvis kompakte i design, noe som gjør at de kan utplasseres i miljøer som sykehusakuttmottak eller massescreening-sentre.

Målet med VORTEX-1-studien er å inkludere pasienter som presenterer tegn/symptomer på luftveisinfeksjoner, uavhengig av mikrobiologisk etiologi, for å tilnærme en rutinemessig klinisk kontekst, og dermed inkludere infeksjoner av ulik viral eller bakteriell opprinnelse. I tillegg vil en såkalt "kontroll"-gruppe også bli prøvetatt, bestående av friske personer (uten luftveisinfeksjoner eller alvorlige eller kroniske sykdommer ved prøvetaking).

Sammen med studien av den kjemiske sammensetningen av utåndet luft fra disse pasientene, og for å videreutvikle vår forståelse av faktorene som påvirker volatilomet, kreves en kombinert utforskende analyse av det respiratoriske mikrobiomet, vertens respons ved infeksjonstidspunktet, og patogen(ene) ansvarlige for infeksjonsepisoden. Til dags dato eksisterer ingen slik analyse i den vitenskapelige litteraturen, sannsynligvis på grunn av den tekniske og logistiske kompleksiteten ved å integrere data fra flere kilder og mangelen på et tverrfaglig konsortium med nødvendig ekspertise.Sammen med studien av den kjemiske sammensetningen av utåndet luft fra disse pasientene, og for å gå videre i forståelsen av faktorene som påvirker volatilomet, kreves en kombinert utforskende analyse av det respiratoriske mikrobiomet, vertens respons ved infeksjonstidspunktet og patogen(ene) ansvarlige for infeksjonsepisoden. Til dags dato eksisterer ingen slik analyse i den vitenskapelige litteraturen, sannsynligvis på grunn av den tekniske og logistiske kompleksiteten ved å integrere data fra flere kilder, men også på grunn av fraværet av et tverrfaglig konsortium som kan samle all nødvendig ekspertise innenfor samme prosjekt.

Deteksjon av spesifikke VOC-er kan betydelig forbedre og forenkle diagnostiseringen av disse luftveisinfeksjonene.

Denne forskningen kan revolusjonere diagnostiseringen av luftveisinfeksjoner ved å tilby et raskt, ikke-invasivt og lett skalerbart alternativ til konvensjonelle diagnostiske metoder som PCR-tester, som krever nasofaryngeal prøvetaking. Sammen med studien av den kjemiske sammensetningen av utåndet luft fra disse pasientene, og for å videreutvikle vår forståelse av faktorene som påvirker volatilomet, kreves en kombinert utforskende analyse av det respiratoriske mikrobiomet, vertens respons ved infeksjonstidspunktet, og patogen(ene) ansvarlige for infeksjonsepisoden. Til dags dato eksisterer ingen slik analyse i den vitenskapelige litteraturen, sannsynligvis på grunn av den tekniske og logistiske kompleksiteten ved å integrere data fra flere kilder og mangelen på et tverrfaglig konsortium med nødvendig ekspertise.

Deteksjon av spesifikke VOC-er kan betydelig forbedre og forenkle diagnostiseringen av disse luftveisinfeksjonene. ved å tilby et raskt, ikke-invasivt og lett skalerbart alternativ til konvensjonelle diagnostiske metoder som PCR-tester.