Med det formål at reducere dødeligheden som følge af sepsis med mere end 70 % har et hold europæiske forskere udviklet en mikroarray-detektor, der anvender en lille blodprøve og giver resultater på mindre end 30 minutter. De nuværende teknikker til påvisning af sepsis kan tage timer eller endog dage at producere resultaterne og stille diagnosen.
Detektoren er programmeret til at detektere proteiner og E. coli, en af de dødelige bakterier, der kan få menneskekroppen til at gå i septisk chok, og den bruger derefter lys til at lede efter specifikke biomarkører (de afslørende tegn eller en indikator for en sygdom), der er så små som få nanometer i størrelse.
Den hurtige mikroarray-detektor ser på en lille blodprøve, der er taget fra en tommelfinger eller pegefinger. Patientens blodprøve adskilles derefter i en centrifuge, så en kliniker kan undersøge plasmaet, den del af blodprøven, hvor alle proteinerne er indeholdt.
“Den optiske aflæsning af prøven kan gennemføres på et minut, så vi kan levere resultater på 30 minutter fra start til slut”, siger projektkoordinator Roland Terborg. “Det er meget hurtigere end de metoder, der anvendes i øjeblikket. Med en tilstand som sepsis, hvor tid er afgørende, ser denne anordning ud til at kunne forhindre tusindvis af dødsfald hvert år, som let kunne have været undgået.”
Projektet, der er udviklet af projektet “Scalable point-of-care and label-free microarray platform for rapid detection of Sepsis” (RAIS), blev koordineret af The Institute of Photonic Sciences (ICFO; Barcelona, Spanien) og er en succeshistorie for det offentlig-private partnerskab inden for fotonik.
Relateret: Mikroskopet registrerer mere end en million biomarkører for sepsis på 30 minutter
Detektoren for sepsis anvender fotonik til at stille en klar og præcis diagnose. Plasmaprøven flyder hen over et mikroarray, en samling af små pletter, der indeholder specifikke antistoffer på et nanostruktureret guldglas. To lysstråler skinner derefter gennem hele mikroarrayet, hvoraf den ene går gennem prøven, mens den anden går gennem den klare del af objektglasset, der fungerer som reference. De stråler, der passerer gennem biomarkøren og de klare områder på objektglasset, kontrolleres derefter for eventuelle ændringer i intensiteten.
“Afhængigt af mængden og typen af biomarkør, der er knyttet til hvert antistof, får vi et unikt billede: et signaturmønster, om man vil,” forklarer Terborg. “Billedmønstrene fortæller os, hvad der er til stede i plasmaprøven, som vi derefter registrerer med en CMOS-sensor – den samme teknologi, der anvendes i et digitalkamera, som omdanner lys til elektroner.”
Den hurtige påvisning af sepsis kan spare sundhedssystemet for flere ti milliarder euro om året på grund af færre hospitalsophold og en reduktion af unødvendigt medicinforbrug og de dermed forbundne forsikringsomkostninger. Enheden kan også udvides til at kunne anvendes til andre typer sygdoms-screening eller flere samtidige diagnoser, især dem, der kræver en hurtig påvisning af et stort antal biokemiske mål (mere end 1 million) på et enkelt mikroarray.
Prekliniske forsøg er allerede påbegyndt på Vall d’Hebron University Hospital (også i Barcelona), hvor enheden har været i drift siden 2018. Kliniske forsøg forventes at finde sted i slutningen af 2019.
For yderligere oplysninger kan du besøge photonics21.org.