Γιατί εξακολουθούμε να χρησιμοποιούμε μια μέθοδο 140 ετών για τη διάγνωση των ουρολοιμώξεων

Εάν είχατε ποτέ μια ουρολοίμωξη (UTI) στο παρελθόν, ξέρετε τι πόνο μπορεί να είναι. Όχι μόνο λόγω των σωματικών πόνων που προκαλεί, αλλά επειδή μπορεί επίσης να είναι τόσο πόνος να πάτε στον γιατρό, να δώσετε δείγμα ούρων και να περιμένετε τα αποτελέσματά σας.

Οι ουρολοιμώξεις είναι εξαιρετικά συχνές, με σχεδόν τις μισές γυναίκες να εμφανίζουν μία κάποια στιγμή στη ζωή τους. Για να γίνει έλεγχος για ουρολοίμωξη, ένα δείγμα ούρων πρέπει να σταλεί σε μικροβιολογικό εργαστήριο νοσοκομείου.

Εκεί, θα αναζητήσουν βακτήρια που προκαλούν λοιμώξεις και θα ελέγξουν εάν αυτά τα βακτήρια είναι ανθεκτικά στα αντιβιοτικά.

Αυτό γίνεται συνήθως χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται επίστρωση άγαρ. Μια μικρή ποσότητα ούρων τοποθετείται σε ένα μικρό στρογγυλό πιάτο γεμάτο με ένα θρεπτικό ζελέ που ονομάζεται άγαρ, το οποίο διατηρείται ζεστό όλη τη νύχτα για να επιτρέψει την ανάπτυξη βακτηρίων.

Αυτή η κοινή τεχνική υπάρχει εδώ και σχεδόν 140 χρόνια και παραμένει το κλινικό πρότυπο σε πολλά νοσοκομεία.

Αλλά σε μια εποχή που μπορούμε να κάνουμε άμεσα τεστ για λοίμωξη COVID-19, να μετρήσουμε τη γλυκόζη του αίματος με ηλεκτρονικό αναγνώστη και να φοράμε ρολόγια χειρός που παρακολουθούν τους καρδιακούς μας παλμούς, γιατί εξακολουθούμε να χρησιμοποιούμε αυτήν την παλιά μέθοδο που απαιτεί μέρες για να διαγνώσουμε με ακρίβεια μια ουρολοίμωξη;

Είναι πραγματικά πολύ έξυπνο

Εάν υπάρχει υποψία λοίμωξης, είναι σημαντικό να γνωρίζετε τι είδους βακτήρια (αν υπάρχουν), πόσα είναι στα ούρα σας και με ποιο αντιβιοτικό μπορούν να αντιμετωπιστούν αυτά τα βακτήρια.

Αλλά τα δείγματα ούρων μπορεί επίσης να περιέχουν πολλά άλλα πράγματα – όπως ουρία και άλατα και διαφορετικά επίπεδα οξύτητας – που μπορεί να επηρεάσουν την ανίχνευση βακτηρίων. Η διασπορά των ούρων σε άγαρ αφαιρεί οτιδήποτε μπορεί να παρεμποδίσει την ανάπτυξη βακτηρίων.

Αυτή η τεχνική επιτρέπει επίσης σε μεμονωμένα κύτταρα στο δείγμα να σχηματίσουν κηλίδες (που ονομάζονται αποικίες) που είναι εύκολο να μετρηθούν. Το σχήμα, το χρώμα, το μέγεθος, ακόμη και η μυρωδιά των αποικιών μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να υποδείξουν ποιοι τύποι βακτηρίων υπάρχουν.

Ορισμένα δείγματα περιέχουν πολλούς διαφορετικούς τύπους βακτηρίων και αυτά πρέπει να απομονωθούν και να ελέγχονται ξεχωριστά.

Είναι εκπληκτικά δύσκολο να βρεθούν εναλλακτικές μέθοδοι που μπορούν να κάνουν όλα αυτά τα βασικά πράγματα χωρίς να επηρεάζονται από άλλα συστατικά των ούρων.

Η πιο γνωστή μέθοδος

Έχουμε μεγάλη εμπειρία στη χρήση της τεχνικής επιμετάλλωσης με άγαρ επειδή την χρησιμοποιούμε εδώ και χρόνια. Αυτό σημαίνει ότι έχουμε πολύ καλή κατανόηση του τρόπου χρήσης των αποτελεσμάτων – όχι μόνο για τη διάγνωση της λοίμωξης ενός ατόμου αλλά (όπου είναι απαραίτητο) για την προσαρμογή της θεραπείας που του χορηγείται.

Αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι το σύστημα είναι τέλειο.

Η τρέχουσα μέθοδος επιμετάλλωσης με άγαρ διαρκεί αρκετές ημέρες για να προσδιοριστεί ποια αντιβιοτικά θα αντιμετώπιζαν καλύτερα τη λοίμωξη – η οποία είναι πολύ μεγάλη για να περιμένει ένας ασθενής. Αυτό σημαίνει ότι πρέπει να ξεκινήσουμε τη θεραπεία ασθενών πριν γίνουν γνωστά τα αποτελέσματα των εξετάσεων.

Μερικές φορές αυτό σημαίνει ότι οι ασθενείς πρέπει να αλλάξουν φάρμακα μετά από μερικές ημέρες, κάτι που είναι άβολο και ακριβό. Η χρήση περισσότερων αντιβιοτικών τροφοδοτεί την αντίσταση στα αντιβιοτικά, επιδεινώνοντας το πρόβλημα στο μέλλον.

Αυτά τα προβλήματα συμβάλλουν στην προώθηση της καινοτομίας στις μικροβιολογικές δοκιμές.

Οι νέες τεχνολογίες χρειάζονται ακόμα βελτίωση

Παρόλο που οι τρέχουσες δοκιμές μπορούν να μετρήσουν τα βακτήρια και την αντίσταση στα αντιβιοτικά στα ούρα, χρειαζόμαστε δοκιμές που μπορούν να το κάνουν πιο γρήγορα για να επιτρέψουν τη διεξαγωγή δοκιμών πριν από τη θεραπεία.

Αυτές οι μέθοδοι πρέπει ιδανικά να είναι φορητές και φθηνές, ώστε να μπορούμε να τις χρησιμοποιούμε στην κοινότητα, χωρίς να στέλνουμε δείγματα σε εργαστήρια.

Η πρόσφατη πρόοδος υποδηλώνει ότι αυτό μπορεί να είναι δυνατό.

Για παράδειγμα, οι ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές μπορούν να ανιχνεύσουν εάν τα βακτηριακά κύτταρα αναπτύσσονται σε μικροσκοπική κλίμακα ή σε αραιωμένα ούρα. Αν και αυτές οι μέθοδοι χρειάζονται μερικές ώρες για να ελεγχθεί εάν ένα αντιβιοτικό θα λειτουργήσει, εξακολουθεί να είναι πολύ πιο γρήγορη από την επίστρωση με άγαρ.

Ορισμένα νοσοκομειακά εργαστήρια χρησιμοποιούν επίσης συνήθως μια τεχνική που ονομάζεται φασματομετρία μάζας, η οποία μετρά θραύσματα ενός βακτηριακού δείγματος και τα συγκρίνει με μια βάση δεδομένων για την αναγνώριση των βακτηρίων.

Αυτό επιταχύνει τον έλεγχο των αποικιών που βρίσκονται σε πλάκες άγαρ, αντικαθιστώντας τις ημέρες εργασίας που απαιτούνταν προηγουμένως για τον ακριβή εντοπισμό των βακτηριακών ειδών.

Αλλά ενώ αυτές οι νέες μέθοδοι δείχνουν πολλά υποσχόμενες, πολλές βρίσκονται μόνο στο στάδιο της έρευνας. Και στην περίπτωση της φασματομετρίας μάζας, η επίστρωση άγαρ εξακολουθεί να απαιτείται για τη δοκιμή ευαισθησίας στα αντιβιοτικά.

Πολλές από αυτές τις τεχνολογίες είναι επίσης πολύ μεγάλες και δαπανηρές για έναν γιατρό ή φαρμακείο – επομένως τα δείγματα ούρων πρέπει ακόμα να μεταφερθούν σε νοσοκομειακά εργαστήρια για ανάλυση.

Στο μέλλον, τέτοιες τεχνολογίες θα πρέπει να μειώσουν τον χρόνο που χρειάζεται για ένα άτομο για να λάβει τη διάγνωσή του, ενώ θα παραμείνουν τόσο προσιτές και προσβάσιμες όσο η επιμετάλλωση με άγαρ. Αυτό είναι κάτι προς το οποίο εργάζεται το εργαστήριό μας.

Έχουμε ήδη ανακαλύψει ότι μπορούμε να κατασκευάσουμε μικρότερα, πιο φορητά τεστ που είναι εξίσου ακριβή με την επιμετάλλωση με άγαρ – και τα αποτελέσματα μπορούν να καταγραφούν με μια φθηνή ψηφιακή κάμερα, όπως ένα smartphone.

Το επόμενο στάδιο της έρευνάς μας είναι να ελέγξουμε τη δουλειά αυτών των "μικροσκοπικών δοκιμών" με πραγματικά δείγματα ασθενών.

Είναι ζωτικής σημασίας ορισμένες από τις νέες, γρήγορες εξετάσεις ουρολοιμώξεων να εισέλθουν στην κοινή πρακτική, για να διασφαλιστεί ότι κάθε περίπτωση αντιμετωπίζεται γρήγορα και αποτελεσματικά με το σωστό αντιβιοτικό.

Ωστόσο, θα περάσει αρκετός καιρός μέχρι να χρησιμοποιηθούν συστηματικά αυτές και άλλες νέες τεχνολογίες για τη διάγνωση. Προς το παρόν, τα άτομα που υποψιάζονται ότι έχουν ουρολοίμωξη πρέπει να πάνε στο γιατρό τους για να τους γίνει διάγνωση και να τους δοθεί η κατάλληλη φαρμακευτική αγωγή.

Alexander Edwards, Αναπληρωτής Καθηγητής Βιοϊατρικής Τεχνολογίας, University of Reading και Sarah Needs, Μεταδιδακτορικός Ερευνητικός Συνεργάτης, University of Reading