Новое устройство для диагностики сепсиса по капле крови

Новое устройство для диагностики сепсиса по капле крови

29 Aug 2019
326
Прослушать

Сепсис возникает, когда организм экстремальным способом реагирует на инфекцию. Реакция настолько сильна, что может привести к отказу органов и смерти. Каждый год во всем мире от сепсиса умирает примерно 6 млн людей. Чтобы сепсис не перерос в септический шок - осложнение, повышающее вероятность преждевременной смерти, - врачи должны диагностировать сепсис на ранней стадии и быстро реагировать на него.

Новый диагностический инструмент, разработанный учеными Массачусетского технологического института (МТИ), может быстро идентифицировать биомаркеры сепсиса в небольшом количестве крови.

Наилучшим биомаркером для этого состояния является интерлейкин-6 (IL-6), белок, вырабатываемый организмом при возникновении воспаления. Ученые считают, что обнаружение IL-6 является хорошим способом диагностики сепсиса, поскольку его уровень в крови, как правило, повышается до появления других симптомов сепсиса. Однако концентрация IL-6 в крови остается слишком низкой для того, чтобы существующие анализы могли ее измерять.

Недавно исследователи из МТИ в Кембридже разработали устройство, которое, по их словам, является достаточно чувствительным для идентификации присутствия IL-6, даже в небольшом количестве крови.

Диагностический инструмент институтских разработчиков - это микрофлюидное устройство, способное обнаруживать ключевые биомаркеры в очень малых количествах жидкости в организме. В данном устройстве используются микробусины, "покрытые" антителами.

Когда исследователи вводят образец крови в прибор с помощью пипетки, антитела фиксируются на IL-6. Затем другая часть устройства использует электрод и микробусины, которые захватили IL-6, заставляя систему выдавать электрический сигнал для каждого проходящего через эту часть "шарика" с IL-6. Такой метод позволяет исследователям определить, в какой концентрации этот белок присутствует в образце крови.

Весь процесс занимает всего 25 минут, при этом устройство использует всего лишь 5 мкл крови - примерно четверть объема крови, который берется при анализе крови из пальца.

Новый инструмент способен обнаруживать чрезвычайно низкие концентрации IL-6 - всего 16 пикограмм на миллилитр, что ниже, чем концентрация биомаркера, указывающая на наличие сепсиса. При этом, по словам ученых, этот инновационный инструмент обладает высокой адаптируемостью и может быть использован для обнаружения других биомаркеров сепсиса, таких как интерлейкин-8, С-реактивный белок, прокальцитонин и другие.

Исследователи не видят причин, по которым в будущем другие ученые не смогли бы адаптировать этот инструмент для скрининга на биомаркеры других состояний.

Примерно по этому же принципу работает система, которую разработали британские ученые из университетов Лидса и Стратклайда. Это биосенсорное устройство, которое с помощью микроэлектрода в виде иглы способно определить, присутствует ли в кровотоке один из белковых биомаркеров сепсиса - интерлейкин-6. Устройство делает практически нечувствительный укол и вбирает в себя каплю крови, которая затем помещается на чип для считывания результатов.