Nové zariadenie môže diagnostikovať sepsu v menej ako kvapke krvi
K sepse dochádza, keď má telo extrémnu reakciu na infekciu. Reakcia je taká závažná, že môže spôsobiť zlyhanie orgánu a smrť. Nový diagnostický nástroj však môže byť schopný rýchlo identifikovať biomarkery sepsy v malom množstve krvi.
Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) sepsa každý rok postihuje viac ako 30 miliónov ľudí na celom svete.
Sepsa môže tiež viesť k približne 6 miliónom úmrtí každý rok.
Aby sa zabránilo tomu, že sepsa prerastie do septického šoku - komplikácie, ktorá zvyšuje pravdepodobnosť predčasnej smrti - musia ju lekári diagnostikovať včas a rýchlo konať.
Súčasné diagnostické metódy sú často symptomatické a kombinujú sa s testami na kontrolu všeobecných markerov infekcie alebo poškodenia orgánov.
Ako tiež poznamenávajú Centrá pre kontrolu a prevenciu chorôb (CDC), „Mnohé príznaky a príznaky sepsy, ako je horúčka a ťažkosti s dýchaním, sú rovnaké ako v iných podmienkach, čo sťažuje diagnostiku sepsy v počiatočných štádiách. “
Vedci hľadali rýchlejšie a efektívnejšie spôsoby diagnostikovania sepsy. To zahŕňalo pokus vyvinúť zariadenia, ktoré zachytia prítomnosť biomarkerov sepsy v krvi človeka.
Špičkovým biomarkerom tohto stavu je interleukín-6 (IL-6), bielkovina, ktorú si telo vytvára pri zápale.
Vedci sa domnievajú, že detekcia IL-6 je dobrý spôsob diagnostikovania sepsy, pretože jeho hladiny v krvi majú tendenciu stúpať skôr, ako sa objavia ďalšie príznaky sepsy. Avšak koncentrácia IL-6 v krvi zostáva príliš nízka na to, aby ju existujúce testy zachytili.
Vedci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridge nedávno vyvinuli zariadenie, ktoré je podľa nich dostatočne citlivé na identifikáciu prítomnosti IL-6 aj v malom množstve krvi.
Vedci predstavili svoj inovatívny nástroj na tohtoročnej konferencii Inžinierstvo v medicíne a biológii. Tento rok sa konferencia konala v Berlíne v Nemecku.
Zistenie sepsy za menej ako 30 minút
„Pre akútne ochorenie, ako je sepsa, ktoré postupuje veľmi rýchlo a môže byť život ohrozujúce, je užitočné mať systém, ktorý rýchlo meria tieto neprebytočné biomarkery,“ hovorí prvý autor Dan Wu, doktorand na MIT.
"Môžete tiež často sledovať, ako choroba postupuje," vysvetľuje.
Diagnostický nástroj Wu a kolegov je mikrofluidické zariadenie, ktoré je schopné detegovať kľúčové biomarkery v extrémne malom množstve telesnej tekutiny. Toto konkrétne zariadenie používa mikroguličky „potiahnuté“ protilátkami.
Keď vedci zavedú do zariadenia vzorku krvi pomocou pipety, protilátky sa zachytia na IL-6. Potom iná časť zariadenia používa elektródu a guľôčky, ktoré zachytili IL-6, vysielajúci elektrický signál pre každú guľôčku IL-6, ktorá prechádza.
To umožňuje vedcom zistiť, v akej koncentrácii je proteín vo vzorke krvi.
Celý proces trvá iba asi 25 minút a prístroj spotrebuje iba asi 5 mikrolitrov krvi - teda asi 25% z celkového objemu kvapky krvi natiahnutej pichnutím prstom.
Nový nástroj je tiež schopný detegovať extrémne nízke koncentrácie IL-6 - až 16 pikogramov na mililiter, čo je menej ako koncentrácia biomarkerov, ktorá naznačuje prítomnosť sepsy.
To naznačuje, že zariadenie je veľmi citlivé na prítomnosť kľúčových biomarkerov. Dôležitejšie je, že vedci tvrdia, že inovatívny nástroj je vysoko adaptabilný a dá sa nastaviť na detekciu ďalších biomarkerov sepsy, ako je napríklad interleukín-8, C-reaktívny proteín a prokalcitonín.
Vedci nevidia dôvod, prečo by v budúcnosti ostatní nemohli prispôsobiť tento nástroj aj na sledovanie biomarkerov iných stavov.
"Toto je veľmi všeobecná platforma." Ak chcete zvýšiť fyzickú stopu zariadenia, môžete ich zväčšiť a navrhnúť viac kanálov, aby ste zistili toľko biomarkerov, koľko chcete. “
Dan Wu
