Новое устройство для диагностики сепсиса по капле крови
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.
