Новий пристрій може діагностувати сепсис менше ніж у краплі крові
Сепсис виникає, коли організм має надзвичайну реакцію на інфекцію. Реакція настільки сильна, що може спричинити недостатність органів та смерть. Однак новий діагностичний інструмент може швидко визначити біомаркери сепсису в незначній кількості крові.
За даними Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), щороку сепсис вражає понад 30 мільйонів людей у всьому світі.
Сепсис також може призвести до приблизно 6 мільйонів смертей щороку.
Щоб сепсис не переростав у септичний шок - ускладнення, яке робить передчасну смерть більш імовірною - лікарі повинні діагностувати її рано і швидко діяти на неї.
Проте сучасні методи діагностики часто є симптоматичними, поєднуючись з тестами, що перевіряють наявність загальних маркерів інфекції або пошкодження органів.
Також, як зазначають Центри з контролю та профілактики захворювань (CDC), «Багато ознак та симптомів сепсису, таких як лихоманка та утруднене дихання, такі самі, як і в інших станах, що ускладнює діагностику сепсису на ранніх стадіях. "
Дослідники шукали більш швидкі, ефективні способи діагностики сепсису. Сюди входила спроба розробити пристрої, які могли б визначити наявність біомаркерів для сепсису в крові людини.
Основним біомаркером для цього стану є інтерлейкін-6 (IL-6), білок, який організм виробляє при виникненні запалення.
Вчені вважають, що виявлення ІЛ-6 є хорошим способом діагностики сепсису, оскільки його рівень у крові, як правило, збільшується до появи інших симптомів сепсису. Однак концентрація IL-6 у крові залишається занадто низькою для того, щоб існуючі тести могли його визначити.
Нещодавно дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) у Кембриджі розробили пристрій, який, на їх думку, є досить чутливим для виявлення присутності ІЛ-6 навіть у незначній кількості крові.
Дослідники представили свій інноваційний інструмент на цьогорічній конференції «Інженерія в медицині та біології». Цього року конференція відбулась у Берліні, Німеччина.
Виявлення сепсису менш ніж за 30 хвилин
"Для такого гострого захворювання, як сепсис, яке прогресує дуже швидко і може загрожувати життю, корисно мати систему, яка швидко вимірює ці ненасичені біомаркери", - говорить перший автор Ден Ву, докторант MIT.
"Ви також можете часто спостерігати за хворобою в міру її прогресування", - пояснює він.
Засіб діагностики Ву та колег - це мікрофлюїдичний пристрій, який здатний виявляти ключові біомаркери в надзвичайно малих кількостях рідини в організмі. У цьому конкретному пристрої використовуються мікрошарики, "покриті" антитілами.
Коли дослідники вводять до пристрою зразок крові за допомогою піпетки, антитіла закріплюються на IL-6. Потім інша частина пристрою використовує електрод і кульки, які захопили ІЛ-6, випромінюючи електричний сигнал для кожної кульки ІЛ-6, що проходить наскрізь.
Це дозволяє дослідникам визначити, з якою концентрацією білок присутній у зразку крові.
Весь процес займає близько 25 хвилин, а пристрій використовує лише близько 5 мікролітрів крові - тобто близько 25% від загального обсягу краплі крові, витягнутої через укол пальця.
Крім того, новий інструмент здатний виявляти надзвичайно низькі концентрації IL-6 - 16 пікограм на мілілітр, що нижче, ніж концентрація біомаркера, яка вказує на наявність сепсису.
Це свідчить про те, що пристрій дуже чутливий до присутності ключових біомаркерів. Що ще важливіше, вчені стверджують, що інноваційний засіб є надзвичайно пристосованим і може бути встановлений для виявлення інших біомаркерів сепсису, таких як інтерлейкін-8, С-реактивний білок та прокальцитонін.
Дослідники не бачать жодної причини, чому в майбутньому інші не могли б адаптувати цей інструмент для скринінгу на біомаркери інших станів.
“Це дуже загальна платформа. Якщо ви хочете збільшити фізичну площу пристрою, ви можете збільшити масштаб і спроектувати більше каналів для виявлення скільки завгодно біомаркерів ".
Ден Ву
