Само една капка кръв може да бъде достатъчна, за да се установи наличието на опасни инфекции като COVID-19, Ебола, СПИН или лаймска болест.
Учени от Университета на щата Аризона представят нов диагностичен уред – NasRED (Nanoparticle-Supported Rapid Electronic Detection), който дава резултат за 15 минути и струва приблизително 2 американски долара.
Преносим и достатъчно елементарен, той може да се използва почти навсякъде – от отдалечени селски клиники до натоварени градски болници. Инструментът осигурява точност с лабораторно качество без скъпо оборудване и не изисква специализирано обучение, което му дава потенциал да се превърне в революционен инструмент в общественото здравеопазване.
Какво представлява иновацията?
В основата на новия тест са миниатюрни златни наночастици, създадени да откриват изключително малки количества протеини, свързани със заболявания. Изследователите покриват тези наночастици със специални молекули, предназначени да откриват конкретни заболявания.
Някои наночастици носят антитела – миниатюрни молекули, които действат като магнити. Антителата се прилепват към протеини, освободени от вируси или бактерии, когато те заразят организма. Други наночастици носят антигени, фрагменти от протеини, взети директно от самите вируси или бактерии. Те естествено привличат антитела, произведени от организма за борба с инфекциите.
След като бъдат покрити, тези наночастици се комбинират с малка проба от телесна течност, като капка кръв, слюнка или носна течност. Ако има заболяване, повечето наночастици ще потънат на дъното на епруветката. Ако няма заболяване, те ще останат в суспензия в течността.
Чувствителност, надхвърляща стандартите
Устройството е толкова чувствително, че може да открие заболяване, дори когато в малка течна проба присъстват само няколкостотин молекули – само част от една капка.
Това е концентрация, близо 100 000 пъти по-ниска от изискваната за стандартните лабораторни тестове. Настоящите златни стандарти за тестване, като PCR или ELISA, изискват скъпо оборудване и обучен персонал. В сравнение тях новият метод е:
- ≈ 3000 пъти по-чувствителен;
- Изисква 16 пъти по-малко биологичен материал;
- Дава резултат 30 пъти по-бързо.
Чувствителността достига аттомоларни концентрации – еквивалент на откриване на капка мастило в 20 олимпийски басейна, сравнява д-р Уан.
Защо това е важно
Инфекциозните заболявания причиняват над 10 милиона смъртни случая годишно, а диагностични грешки водят до почти 800 000 смъртни случаи или трайни увреждания само в САЩ. В много страни високата цена на PCR и липсата на обучен персонал означават, че диагнозата идва късно – или изобщо не идва.
„В идеалния случай трябва да тестваме рискови групи редовно, преди инфекцията да се усложни“, коментира д-р Чао Уан, водещ автор на изследването. „NasRED дава тази възможност дори там, където липсват лаборатории.“
Уредът има потенциала да запълни критична диагностична празнина, особено за заболявания, които са трудни за ранно откриване, като хепатит C, ХИВ или Лаймска болест. Такива заболявания често остават недиагностицирани поради различни причини.
NasRED вече е изпитана за Ебола, маркери на рак, болестта на Алцхаймер, лаймска болест и африканска чума по свинете. Модулният дизайн позволява бърза смяна на биологичните „примамки“, така че същата платформа да се адаптира към нови патогени или биомаркери.
Поглед в бъдещето
Засега системата изисква малки настолни устройства за центрофугиране и смесване, но екипът работи по миниатюризиране и автоматизация. Целта е бъдещ вариант за домашна употреба със значително по-висока чувствителност от наличните бързи тестове
„Ако успеем да осигурим регулярна диагностика на труднодостъпни групи – например хора, употребяващи инжекционни наркотици – ще откриваме инфекции като ХИВ или хепатит C много преди да възникнат усложнения“, подчертава експертът.
С разширяването на приложението си NasRED може да се превърне в основен инструмент не само срещу инфекциозни болести, но и за ранно откриване на рак и мониторинг на хронични заболявания.
Перспективи
Освен ранно откриване на инфекции, NasRED може да се насочи към:
- Скрининг за рак в начален стадий;
- Мониториране на хронични заболявания в реално време;
- Бързо наблюдение при бъдещи епидемии.
Съдържанието е информативно и не представлява консултация, препоръка или съвет. При въпроси относно вашето здраве, медицинско състояние или лечение, задължително се консултирайте с медицински специалист.
