Nincs több vérvétel, jönnek a mikrotűs tapaszok

Az orvosok gyakran használnak vérmintákat a betegségek biomarkereinek ellenőrzésére. Például antitesteket keresnek, amelyek vírusos vagy bakteriális fertőzést jeleznek, vagy citokineket, amelyek a szervezetben megjelenő gyulladásra utalnak. Ezek a biomarkerek azonban nem csak a vérben vannak meg. Megtalálhatók a sejtjeinket körülvevő sűrű folyékony közegben is, de csak kisebb mennyiségben, ami egészen mostanáig megnehezítette a kimutatásukat.

A St. Louis-i Washington Egyetem mérnöki karának kutatói kifejlesztettek egy olyan mikrotűs tapaszt, amely felvihető a bőrre, megragadja az érdeklődésre számot tartó biomarkereket, és rendkívüli érzékenységének köszönhetően lehetővé teszi a klinikusok számára, hogy észleljék jelenlétüket. A kutatás Srikanth Singamaneni professzor laboratóriumában készült az egyetem gépészmérnöki és anyagtudományi tanszékén, ismertetését a Nature Biomedical Engineering folyóirat publikálta.

mikrotűs tapasz felszíne
A mikrotűk alig hatolnak a bőrbe, így fájdalmat sem okoznak. Fotó: Washington Egyetem (St. Louis), Sisi Cao

A sejtek közötti nedv a diagnosztika aranytartaléka

A technológia olcsó, könnyen alkalmazható az orvosok, de akár a betegek számára is, ami feleslegessé teheti a rendelőintézeti vagy kórházi látogatást pusztán a vérvétel miatt. E mikrotűs tapaszoknak van még egy előnyük a vérvételhez képest, jelesül, hogy szinte fájdalommentesek .

A mikrotűs tapaszok által begyűjtött minták feldolgozása hasonló a vérvizsgálatból származó anyagok elemzéséhez. De ahelyett, hogy oldatot használnának a vérben lévő biomarkerek megtalálásához és megszámlálásához, a mikrotűk közvetlenül kiszűrik a keresett jelzőanyagokat a nedvből, amely sejtjeinket a bőrben körülveszi. Ebben a dermális intersticiális folyadékban (ISF) elfogott biomarkereket aztán a szokott módon detektálják, fluoreszcencia segítségével jelzik jelenlétüket és mennyiségüket - számolt be a Knowridge tudományos portál.

Az ISF a biomolekulák gazdag forrása, sűrűn tele van mindennel, a neurotranszmitterektől a sejtes hulladékig. Azonban a biomarkerek ISF-ben történő elemzéséhez a hagyományos módszer általában megköveteli az ISF bőrből történő kivonását. Ez a módszer nehéz, és általában a megszerezhető ISF mennyisége nem elegendő az elemzéshez. Ez komoly akadályt jelentett a mikrotű-alapú bioszenzációs technológia kifejlesztésében.

Biomarker horgászat

Egy másik módszer magában foglalja a biomarker közvetlen befogását az ISF-ben anélkül, hogy az ISF-et ki kellene vonni. A megoldandó feladat arra hasonlít, mint amikor valaki egy tömött koncertteremben hátulról előre akar jutni a színpadhoz. A biomarkereknek is át kell manőverezniük az ISF zsúfolt, dinamikus levesén, mielőtt elérnék a bőrszövetbe fúródott mikrotűt.

Ilyen körülmények között nem könnyű elkapni annyi biomarkert, hogy a minta hagyományos feldolgozási módszere használható legyen. De a kutatócsapat titkos fegyvereket is bevetett: a plazmonikus fluor miatt ultrafényes fluoreszcencens nanocímkéket. A hagyományos fluoreszcens jelölésekkel összehasonlítva, amikor a vizsgálatokat a mikrotűs tapaszon plazmonikus fluor alkalmazásával végezték el, a biomarkerek megcélzott fehérjéi körülbelül 1400-szor olyan fényes jellel ragyogtak és detektálhatóvá váltak, akkor is, ha alacsony koncentrációban voltak jelen.

Zheyu (Ryan) Wang, a cikk egyik vezető szerzője szerint korábban egy biomarker koncentrációjának a folyadékban néhány mikrogramm / milliliter nagyságrendűnek kellett lennie. Ez messze meghaladja a valós élettani tartományt. De a plazmonikus fluor alkalmazásával képesek voltak kimutatni a biomarkereket pikogramm / milliliter koncentráció mellett is. Ez egymilliószor nagyobb érzékenységet jelent.

Ezeknek a tapaszoknak (nem csak a Washington Egyetemen és a diagnosztikában, hanem máshol és más felhasználási területeken is kísérleteznek velük) számos olyan tulajdonságuk van, amelyek valódi hatást gyakorolhatnak az orvostudományra, a betegellátásra és a kutatásra. Például lehetővé tehetik az egészségügyi szolgáltatók számára, hogy az időben figyelemmel kísérjék a biomarkereket, ami különösen fontos, ha meg akarjuk érteni, hogy az immunitás miként alakul ki új betegségek esetén.

A COVID-19-oltások hatásossága is nyomon követhető az időben

Srikanth Singamaneni professzor és Jai S. Rudra orvosbiológus kutató együtt vizsgálta a kokain vakcinákat, amelyek blokkolja a kokainnak azt a képességét, hogy belépjen az agyba. Az ilyen oltások jelenlegi jelöltjei nem nyújtanak tartós eredményeket, gyakori megerősítést kívánnak. Singamaneni és Rudra jobb módszert akartak meghatározni annak kimutatására, hogy a vakcina hatása mikor csengett le . "Megmutattuk, a tapaszokat használhatjuk annak megértésére, hogy egy személy továbbra is termeli-e a szükséges antitesteket. És ehhez nincs szükség vérvételre" - mondta Singamaneni. A professzor szerint a COVID-19 elleni antitestek termelése is ellenőrizhető a tapasz segítségével.

Az inzulint a bőrön keresztül bejuttató tapasz felválthatja a számos cukorbetegnél szükséges napi injekciót. A modern elektromos tapasz ugyanis több napra elegendő inzulinnal látja el a betegeket. Amikor a kézi hang-applikátort a tapasz fölé tartják, a kibocsátott hanghullámok megnyitják a bőr pórusait, és gyorsabban a véráramba juttatják a gyógyszert. A U-Strip fantázianevű tapaszt az Egyesült Államokban száz inzulinfüggő diabéteszben szenvedő betegen tesztelték, és az eredmények azt bizonyítják, hogy a tapasz ugyanolyan hatékonyan és gyorsan juttatja az inzulint a véráramba, mint az injekció. Részletek!

A tapasz vészhelyzetben is hatékony lehet. Ha valakit mellkasi fájdalmakkal mentővel kórházba visznek, a kutatók azt remélik, hogy az elsődleges ellátás közben a tapaszt fel lehet használni. Ahelyett, hogy kórházba kellene menni és vért kellene venni, a mentősök mikrotűs tapasszal tesztelhetik a troponint , a miokardiális infarktusra utaló biomarkert.

De a mikrotűs tapaszok azoknak a krónikus betegségben szenvedőknek is jó szolgálatot tehetnek, akiknek rendszeres ellenőrzésre van szükségük, hiszen az otthonukban vehetik le a szükséges mintákat. A tapaszok szinte fájdalommentesek, mert csak körülbelül 400 mikron mélységig hatolnak be a bőrszövetbe, amivel még nem gyakorolnak hatást az érzékszervekre - állítja Singamaneni.

Ezt a platformot bárki használhatja az orvostudományban

Az ISF-ből kinyerhető biomarkerek száma hatalmas. Mivel eddig ezen a területen csak korlátozott diagnosztikai kutatás folyt, most kell lerakni az alapokat. Meg kell határozni a klinikai határokat, vagyis az ISF biomarkerek tartományait, amelyek megfelelnek a normálisnak, illetve amelyeken kívül már kóros állapotról van szó - hívta fel a figyelmet a professzor. Egy olyan technológiai platformot hoztak létre, amelyet bárki használhat az orvostudomány különböző területein, így a szakértők határozhatják meg a számukra érdekes ISF biomarkerek tartományait.

A kutatócsoport azon is dolgozik, hogy a teszteket milyen módszerekkel lehet szállítani nagy távolságokra és zord körülmények között, ami komoly lehetőséget kínál a vidéki egészségügy javítására. Végül pedig e technológia használata a laboratóriumokban is változásokat hozhat, mert kevesebb állatot tesz szükségessé a kutatáshoz.

Az eredeti, teljes cikk a Novo Sapiens tudományos hírmagazinban jelent meg .

A legfrissebb tartalmainkért kövess minket a Google Hírekben, Facebookon, Instagramon, Viberen vagy YouTube-on!

Olvassa el aktuális cikkeinket!

Orvosmeteorológia
Fronthatás: Hidegfront
Maximum: +18 °C
Minimum: +9 °C

Napos, gomolyfelhős idő várható, de közben délnyugat felől egyre nagyobb területen megnövekszik a felhőzet, estére már nagyrészt erősen felhős lesz az ég. Az Északi-középhegység térségében nem zárható ki délután zápor, esetleg zivatar, majd késő délutántól, estétől máshol is növekszik a csapadék esélye. A délnyugati szelet országszerte erős, több helyen viharos lökések kísérik. A legmagasabb nappali hőmérséklet 15 és 21 fok között várható, a déli, délkeleti tájakon lesz a legmelegebb idő. Késő estére 9 és 15 fok közé hűl le a levegő. Az időjárás most a hidegfrontra érzékenyeket érinti különösképpen rosszul.

Hogy érzed magad?

Kirobbanó formában vagy? Válaszd ki a lelki- és testi állapotodhoz illő emojit és nézd meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!


Hogy érzed most magad fizikailag?

Hogy érzed magad?

Kirobbanó formában vagy? Válaszd ki a lelki- és testi állapotodhoz illő emojit és nézd meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!


Milyen most a lelkiállapotod?

Hogy érzed magad?

Legjobban:
Legrosszabbul:
Kezdjük újra