Nové zařízení může diagnostikovat sepse u méně než kapky krve
K sepse dochází, když tělo extrémně reaguje na infekci. Reakce je tak závažná, že může způsobit selhání orgánů a smrt. Nový diagnostický nástroj však může být schopen rychle identifikovat biomarkery sepse v malém množství krve.
Podle Světové zdravotnické organizace (WHO) sepse každý rok postihuje více než 30 milionů lidí na celém světě.
Sepse může také vést k přibližně 6 milionům úmrtí každý rok.
Aby se zabránilo vývoji sepse v septický šok - komplikace, která zvyšuje pravděpodobnost předčasné smrti - musí ji lékaři diagnostikovat včas a rychle na ni reagovat.
Současné diagnostické metody jsou často symptomatické a kombinují se s testy na kontrolu obecných markerů infekce nebo poškození orgánů.
Jak také poznamenávají Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC), „Mnoho známek a příznaků sepse, jako je horečka a potíže s dýcháním, je stejných jako za jiných podmínek, takže je těžké diagnostikovat sepsi v počátečních stádiích. “
Vědci hledali rychlejší a efektivnější způsoby diagnostiky sepse. To zahrnovalo pokus o vývoj zařízení, která by zachytila přítomnost biomarkerů pro sepsi v krvi člověka.
Špičkovým biomarkerem tohoto stavu je interleukin-6 (IL-6), protein, který tělo produkuje, když dojde k zánětu.
Vědci se domnívají, že detekce IL-6 je dobrým způsobem k diagnostice sepse, protože její hladiny v krvi mají tendenci se zvyšovat dříve, než se objeví další příznaky sepse. Koncentrace IL-6 v krvi však zůstává příliš nízká na to, aby ji stávající testy zachytily.
V poslední době vědci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) v Cambridge vyvinuli zařízení, o kterém tvrdí, že je dostatečně citlivé na to, aby identifikovalo přítomnost IL-6, a to i v malém množství krve.
Vědci představili svůj inovativní nástroj na letošní konferenci Engineering in Medicine and Biology Conference. Konference se letos konala v Berlíně v Německu.
Detekce sepse za méně než 30 minut
„U akutního onemocnění, jako je sepse, která postupuje velmi rychle a může být život ohrožující, je užitečné mít systém, který tyto nepřiměřené biomarkery rychle měří,“ říká první autor Dan Wu, doktorand na MIT.
"Můžete také často sledovat průběh nemoci," vysvětluje.
Diagnostický nástroj Wu a kolegů je mikrofluidní zařízení, které je schopno detekovat klíčové biomarkery v extrémně malém množství tělesné tekutiny. Toto konkrétní zařízení používá mikrokuličky „potažené“ protilátkami.
Když vědci zavedou do krve vzorek krve pomocí pipety, protilátky se zachytí na IL-6. Poté další část zařízení používá elektrodu a kuličky, které zachytily IL-6, vysílající elektrický signál pro každou kuličku IL-6, která prochází.
To umožňuje vědcům zjistit, v jaké koncentraci je protein ve vzorku krve.
Celý proces trvá jen asi 25 minut a zařízení používá jen asi 5 mikrolitrů krve - tedy asi 25% z celkového objemu kapky krve natažené píchnutím prstem.
Nový nástroj je také schopen detekovat extrémně nízké koncentrace IL-6 - pouhých 16 pikogramů na mililiter, což je méně než koncentrace biomarkerů, která indikuje přítomnost sepse.
To naznačuje, že zařízení je velmi citlivé na přítomnost klíčových biomarkerů. Ještě důležitější je, že vědci tvrdí, že inovativní nástroj je vysoce adaptabilní a mohl by být nastaven na detekci dalších biomarkerů sepse, jako je interleukin-8, C-reaktivní protein a procalcitonin.
Vědci nevidí žádný důvod, proč by v budoucnu ostatní nemohli tento nástroj přizpůsobit pro screening biomarkerů jiných podmínek.
"Toto je velmi obecná platforma." Pokud chcete zvýšit fyzickou stopu zařízení, můžete zvětšit a navrhnout více kanálů, abyste zjistili tolik biomarkerů, kolik chcete. “
Dan Wu
