Sepsa występuje, gdy organizm reaguje ekstremalnie na infekcję. Reakcja jest tak ciężka, że może spowodować niewydolność narządów wewnętrznych i śmierć. Nowe narzędzie diagnostyczne może jednak szybko zidentyfikować biomarkery sepsy nawet w niewielkiej ilości krwi.
Według Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) każdego roku sepsa dotyka ponad 30 milionów ludzi na całym świecie. Prowadzić również do około 6 milionów zgonów każdego roku.
Aby zapobiec ewolucji sepsy we wstrząs septyczny – komplikację, która zwiększa prawdopodobieństwo przedwczesnej śmierci – lekarze muszą zdiagnozować ją wcześnie i szybko na nią zareagować.
Jednak obecne metody diagnostyczne są często objawowe, połączone z testami sprawdzającymi ogólne markery infekcji lub uszkodzenia narządów.
Ponadto, jak zauważają Centers for Disease Control and Prevention: „Wiele objawów sepsy, takich jak gorączka i trudności w oddychaniu, są takie same jak w wielu innych chorobach, co sprawia, że sepsa jest trudna do zdiagnozowania we wczesnych stadiach.”
W najnowszych badaniach naukowcy szukali szybszych, skuteczniejszych sposobów diagnozowania sepsy. Obejmowały one również próbę opracowania urządzeń, które wychwyciłyby obecność biomarkerów sepsy we krwi człowieka.
Najważniejszym biomarkerem tego stanu jest interleukina-6 (IL-6), białko wytwarzane przez organizm w przypadku zapalenia.
Naukowcy uważają, że wykrywanie IL-6 jest dobrym sposobem diagnozowania sepsy, ponieważ jej poziomy we krwi mają tendencję do zwiększania się, zanim pojawią się inne objawy tej choroby. Jednak stężenie IL-6 we krwi pozostaje zbyt niskie, aby istniejące testy mogły go wykryć.
Niedawno naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) w Cambridge opracowali urządzenie, które ich zdaniem jest wystarczająco czułe, aby zidentyfikować obecność IL-6, nawet w niewielkiej ilości krwi.
Naukowcy zaprezentowali swoje innowacyjne narzędzie podczas tegorocznej konferencji Inżynieria w Medycynie i Biologii. W tym roku konferencja odbyła się w Berlinie w Niemczech.
Wykrywanie sepsy w czasie poniżej 30 minut
„W przypadku ostrej choroby, takiej jak posocznica, która postępuje bardzo szybko i może zagrażać życiu, warto mieć system, który szybko mierzy te niepotrzebne biomarkery” – mówi pierwszy autor Dan Wu, doktorant w MIT. „Możesz dzięki nim monitorować przebieg choroby” – wyjaśnia.
Narzędzie diagnostyczne Wu i współpracowników to urządzenie mikroprzepływowe, które jest w stanie wykryć kluczowe biomarkery w bardzo małych ilościach płynów ustrojowych. Wykorzystuje ono w tym celu mikroperełki „pokryte” przeciwciałami.
Kiedy naukowcy wprowadzają próbkę krwi do urządzenia za pomocą pipety, przeciwciała “zatrzaskują się” na IL-6. Następnie inna część urządzenia wykorzystuje elektrodę i kulki, które wychwyciły IL-6, emitując sygnał elektryczny dla każdej kulki z IL-6.
Pozwala to badaczom określić, w jakim stężeniu białko jest obecne w próbce krwi.
Cały proces zajmuje tylko około 25 minut, a urządzenie zużywa tylko około 5 mikrolitrów krwi – to jest około 25% całkowitej objętości kropli krwi pobranej przez ukłucie palca.
Nowe narzędzie jest również w stanie wykryć bardzo niskie stężenia IL-6 – nawet tak niskie, jak 16 pikogramów na mililitr, które jest niższe niż stężenie biomarkera, które wskazuje na obecność posocznicy w standardowych badaniach.
Sugeruje to, że urządzenie jest bardzo wrażliwe na obecność kluczowych biomarkerów. Co ważniejsze, naukowcy twierdzą, że innowacyjne narzędzie jest wysoce przystosowalne i może być ustawione do wykrywania innych biomarkerów sepsy, takich jak między innymi interleukina-8, białko C-reaktywne i prokalcytonina.
Naukowcy nie widzą powodu, dla którego w przyszłości inni nie mogliby dostosować tego narzędzia do badania biomarkerów innych chorób.
„Jest to bardzo ogólna platforma. Jeśli chcemy zwiększyć fizyczny ślad urządzenia, możemy skalować i projektować więcej kanałów, aby wykryć dowolną liczbę biomarkerów”. – tłumaczą badacze.
Skomentuj