W celu zmniejszenia śmiertelności spowodowanej sepsą o ponad 70%, zespół europejskich naukowców opracował detektor mikromacierzy, który wykorzystuje maleńką próbkę krwi do uzyskania wyników w czasie krótszym niż 30 minut. Obecne techniki wykrywania sepsy mogą zająć godziny lub nawet dni, aby uzyskać wyniki i diagnozę.

Zaprogramowany do wykrywania białek i E. coli, jednej ze śmiertelnych bakterii, która może spowodować, że organizm ludzki znajdzie się we wstrząsie septycznym, detektor następnie wykorzystuje światło do poszukiwania specyficznych biomarkerów (znaków ostrzegawczych lub wskaźników choroby), które są tak małe, jak kilka nanometrów w rozmiarze.

Szybki detektor mikromacierzy przygląda się małej próbce krwi pobranej z kciuka lub palca wskazującego. Próbka krwi pacjenta jest następnie oddzielana w wirówce, aby klinicysta mógł zbadać osocze, część próbki krwi, w której zawarte są wszystkie białka.

„Odczyt optyczny próbki może być zakończony w ciągu jednej minuty, co pozwala nam dostarczyć wyniki w ciągu 30 minut od początku do końca”, mówi koordynator projektu Roland Terborg. „Jest to znacznie szybsze niż obecnie stosowane metody. W przypadku takich schorzeń jak sepsa, gdzie czas ma kluczowe znaczenie, to urządzenie może zapobiec tysiącom zgonów rocznie, których można było łatwo uniknąć.”

Opracowany w ramach projektu „Scalable point-of-care and label-free microarray platform for rapid detection of Sepsis” (RAIS), projekt był koordynowany przez The Institute of Photonic Sciences (ICFO; Barcelona, Hiszpania) i jest sukcesem dla Photonics Public Private Partnership.

Powiązane: Microscope detects one million-plus biomarkers for sepsis in 30 minutes

Detektor sepsy wykorzystuje fotonikę do postawienia jasnej i dokładnej diagnozy. Próbka osocza przepływa przez mikromacierz, zbiór małych plamek zawierających specyficzne przeciwciała na nanostrukturalnym złotym szkiełku. Dwie wiązki światła są następnie prześwietlane przez całą mikromacierz, przy czym jedna z nich przechodzi przez próbkę, podczas gdy druga przechodzi przez przezroczystą część szkiełka, działając jako odniesienie. Wiązki przechodzące przez biomarker i przezroczyste obszary na szkiełku są następnie sprawdzane pod kątem jakichkolwiek zmian w intensywności.

„W zależności od ilości i rodzaju biomarkera dołączonego do każdego przeciwciała, uzyskujemy unikalny obraz: wzór sygnatury, jeśli chcesz,” wyjaśnia Terborg. „Wzorce obrazu mówią nam, co jest obecne w próbce osocza, którą następnie rejestrujemy za pomocą czujnika CMOS – tej samej technologii używanej w aparatach cyfrowych, która przekształca światło w elektrony.”

Szybkie wykrywanie sepsy mogłoby zaoszczędzić systemowi opieki zdrowotnej kilkadziesiąt miliardów euro rocznie dzięki skróceniu czasu pobytu w szpitalu oraz zmniejszeniu niepotrzebnego zużycia leków i związanych z tym kosztów ubezpieczenia. Urządzenie mogłoby również zostać rozszerzone do wykonywania na innych rodzajach badań przesiewowych chorób lub wielu jednoczesnych diagnoz, zwłaszcza tych wymagających szybkiego wykrywania dużej liczby celów biochemicznych (ponad 1 mln) na pojedynczej mikromacierzy.

Próby przedkliniczne już się rozpoczęły w Szpitalu Uniwersyteckim Vall d’Hebron (również w Barcelonie), gdzie urządzenie działa od 2018 roku. Oczekuje się, że próby kliniczne odbędą się pod koniec 2019 r.

Więcej informacji można znaleźć na stronie photonics21.org.

.