Experten glauben, dass Tuberkulose oder TB, wurde eine Plage für die Menschen, die für rund 15.000 Jahren mit den ersten medizinischen Dokumentation der Erkrankung kommen aus Indien um 1000 B. C. E. Heute die World Health Organization berichtet, dass Tuberkulose ist immer noch die führende Todesursache weltweit von einem einzigen Erreger, verantwortlich für rund 1,5 Millionen Todesfälle jährlich. Die primäre Behandlung für TB-seit 50 Jahren unverändert geblieben ist und immer noch erfordert die Patienten nehmen mehrere Medikamente täglich für mindestens sechs Monate. Erfolgreiche Behandlung mit diesen anti-TB-Medikamenten—oral eingenommen oder injiziert in die Blutbahn, hängt davon ab, die Medikamente „finden Ihren Weg in die Taschen von TB-Bakterien tief in die Lunge.

Nun, Forscher an der Johns Hopkins Medicine und vier kooperierenden medizinischen Einrichtungen entwickelt haben, was Sie sagen, ist eine neuartige Mittel der Verbesserung, wie TB behandelt werden können. Ihr system passt sich zwei weit verbreitete imaging-Technologien genauer zu verfolgen, im Laufe der Zeit, wenn eine anti-TB-Medikament tatsächlich erreicht die Bereiche, in denen die Bakterien geschachtelt sind.

Das neue imaging-tool beinhaltet die Positronen-emissions-Tomographie und Computertomographie—allgemein bekannt als PET-und CT-scans—zur nichtinvasiven Messung der Wirksamkeit von Rifampicin, ein key-anti-TB-Medikamenten. Die Forscher beschreiben eine Studie mit dem tool TB-Patienten in einem Papier, veröffentlicht Feb. 17, 2020, in der Zeitschrift Nature Medicine.

„Während die meisten TB-Patienten werden erfolgreich behandelt mit medikamentöse Therapien, die gehören Rifampicin, dauert es noch mindestens ein sechs-Monats-Kurs zur Heilung der Krankheit,“ sagt Sanjay Jain, M. D., senior-Autor des Papiers; professor der Kinderheilkunde und der Radiologie und der radiologischen Wissenschaft an der Johns Hopkins University School of Medicine; und professor für internationale Gesundheit an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health. „Wir haben jetzt Beweise, dass die Bildgebung der Lunge mit PET-und CT-scans kann helfen, Forscher und ärzte besser zu bestimmen, wie viel Rifampicin erreicht die Bakterien im Laufe der Zeit, und verwenden Sie dann die Daten zu Steuern, Entscheidungen für schnellere und effektivere TB-Bekämpfung Maßnahmen wie höhere Dosen der Droge.“

Eine ernsthafte Behandlung der Frage für den Patienten ist, dass die TB-Krankheitserreger, namens Mycobacterium tuberculosis, schützen sich, indem Sie wie eine mikrobielle Maulwurf, Wühl-safe-haven-Hohlräume in der Lunge. Die Hohlräume sind geschnitzt, die von den gleichen cell-killing-Aktivität, dass die TB-Bakterien verwenden, um zu produzieren, Lungenentzündung und seine charakteristische pulmonale Läsionen (gemeinhin als „Flecken auf der Lunge“ gesehen, die auf CT-scans). Da der Prozess auch zerstört Blutgefäße und bildet sich Narbengewebe in der Umgebung ein Hohlraum, kann es schwierig für anti-TB-Medikamente auf Reisen durch den Blutkreislauf gelangen die Mikroben verschachtelten Innenseite.

„Bis jetzt, der einzige Weg, wir haben gewusst, dass Rifampicin manchmal erreichen nicht die Bakterien im inneren Hohlräume hat, die durch die Prüfung Teile der Lunge operativ reseziert von Patienten, bei denen standard-anti-TB-Therapie fehlgeschlagen ist“, sagt Alvaro Ordonez, M. D., ein wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Pädiatrie an der Johns Hopkins Medicine und führen Autor auf dem Nature Medicine Papier. Abgesehen davon, dass invasive und schwierig für den Patienten, solche Bewertungen haben zwei große Schwächen.

„Je nachdem, welche pulmonale Läsionen oder Hohlräume sind reseziert, kann man sehen, Rifampicin Ebenen ausreichend genug, um zu töten die TB-bugs“, erklärt er. „Aber resezieren einem anderen Bereich der Lunge, wo das Medikament war nicht in der Lage zu erreichen Läsionen und Kavitäten und du bekommst ein ganz anderes Ergebnis. Noch wichtiger ist, die Allgemeine Effektivität der Behandlung natürlich nicht richtig gemessen, da die Resektionen sind auf einzelne Punkte in der Zeit und nicht an jedem Ort, wo es sein könnte, eine Infektion.“

Mit Tieren arbeiten, im letzten Jahrzehnt, Jain und seine Kollegen entwickelten ein nicht-invasives bildgebendes Verfahren, das sogenannte dynamische 11C-Rifampicin PET/CT zu öffnen ein klareres Fenster auf das zuvor verborgene Schlacht statt zwischen Mikrobe und Medizin in der Lunge. Die Isotop-markierten version von Rifampicin, 11C-Rifampicin, emittiert ein geladenes Teilchen—genannt wird ein positron—das ermöglicht der Droge zu werden, erkannt und verfolgt von einem PET-scan.

In veröffentlichten Studien, die in den Jahren 2015 und 2018, Jain und anderen gezeigt, zuerst in Mäusen mit pulmonaler TB und dann in Kaninchen, die mit TB-meningitis, die dynamische 11C-Rifampicin PET/CT konnte erfolgreich Folgen der Bewegung von der markierten Droge in Läsionen und Kavitäten, die beide in der Lunge und dem Gehirn. In beiden Fällen werden die Daten zeigten, dass das eindringen von 11C-Rifampicin in der TB Taschen war durchweg niedrig und konnte über einen Zeitraum von ein paar Wochen.

Für die jüngste Studie, die Forscher untersuchten zum ersten mal auf, wie gut die dynamische 11C-Rifampicin PET/CT tool überwacht die Pegel von Rifampicin gegeben zu 12 menschlichen Patienten mit Tuberkulose in der Lunge. Die Teilnehmer wurden erste injizierten microdose von 11C-Rifampicin wurde verfolgt von PET zu bestimmen, die Droge die Konzentration über die Zeit in der TB-infizierten Läsionen in der Lunge und anderen Bereichen des Körpers (nicht infizierten Teile der Lunge, Gehirn, Leber und Blutplasma).

Nach dieser Bildgebung wurden die Patienten gegeben ohne Tags Rifampicin intravenös in der Behandlung Dosierung. Blut war gezeichnet von den Patienten, die zu verschiedenen Zeiten und Ebenen von Rifampicin wurden gemessen durch Massenspektrometrie. Dabei zeigte sich, dass die microdose Höhe von 11C-Rifampicin konnte exakt darstellen, das Verhalten der traditionellen klinischen Dosierung.

Die PET-scan-Daten ergab, dass die Menge der 11C-Rifampicin Aufnahme am niedrigsten war, in den Wänden der TB-verursacht Lungen-Läsionen und Kavitäten, weniger als die Hälfte dessen, was gesehen wurde in nicht infizierten Lungengewebe.

„Das ist eye-opening, da die Läsionen und Kavitäten sind die Websites bekannt, die größten Populationen von Bakterien in TB-Patienten“, sagt Ordonez. „Also, Rifampicin ist nicht immer, wo wir es am meisten brauchen.“

Die Forscher, die Erkenntnisse zu Medikamenten-Konzentrationen auf die Infektion von Websites, um vorherzusagen, wie sich die Erhöhung der Rifampicin-Dosis möglicherweise verkürzen die Behandlungszeit für Tuberkulose-Patienten. Diese Arbeit geschieht in Zusammenarbeit mit den teams an der University of Maryland School of Pharmacy, Leitung von Vijay Ivaturi, Ph. D., und der Texas Tech University Health Sciences Center, geführt von Tawanda Gumbo, M. D.—deutet darauf hin, dass eine Erhöhung der Dosis von Rifampicin zu höher, doch sicher verträgliches Niveau reduzieren könnten, den Verlauf der Behandlung in den meisten TB-Patienten von sechs Monaten bis zu vier Monaten.

„Dies würde drastische Auswirkungen auf den weltweiten Kampf gegen TB,“ Jain sagt.

Die Forscher sagen, dass weitere Studien am Menschen sind erforderlich, zu bestätigen die vielversprechenden Ergebnisse dieser Studie, und vielleicht, erweitern den Einsatz der PET-CT-Technik jenseits von anti-TB-Medikamente. Zum Beispiel, ähnlich wie die Studien mit Patienten mit Infektionen durch methicillin-resistente Staphylococcus aureus oder MRSA, die oft behandelt, mit einem langfristigen Kurs von Rifampicin.