Novo orodje lahko hitro in zanesljivo zazna prisotnost virusa ebole v krvnih vzorcih pri nižjih koncentracijah kot obstoječi testi, poročajo raziskovalci iz ZDA. Naprava lahko pomaga nadzorovati prihodnje izbruhe smrtonosne okužbe.
Bolezen z virusom ebole je virusna hemoragična vročina, za katero se ocenjuje, da ubije do 89 % tistih, ki zboli za njo. Prenaša se s stikom s krvjo, telesnimi tekočinami ali organi okužene osebe ali živali. Prvič so ga odkrili po dveh sočasnih izbruhih v Nzari v Južnem Sudanu in Yambukuju v Demokratični republiki Kongo, od takrat pa je povzročil na desetine izbruhov v tropskih regijah podsaharske Afrike. Najhujši izbruh doslej se je zgodil v Zahodni Afriki med koncem leta 2013 in začetkom leta 2016 in je po ocenah povzročil 11,323 smrti.
V zadnjih letih je bil razvit izbor cepiv in učinkovitih terapij za ebolo. Vendar pa žal niso široko dostopni. V skladu s tem se zdravstveni uradniki običajno borijo proti bolezni tako, da poskušajo zajeziti izbruhe, kar je pristop, ki temelji na sposobnosti hitrega prepoznavanja okužb in zaviranja nadaljnjega prenosa. To pa je izziv, saj so simptomi ebole – telesne bolečine, krvavitve, driska in zvišana telesna temperatura – zelo nespecifični, kar pomeni, da jo je mogoče zlahka zamenjati z drugimi virusnimi okužbami ali malarijo.
Obstoječi testi za to bolezen pa – ki vključujejo tehnike na osnovi PCR, teste lateralnega pretoka in encimsko vezane imunske teste (ELISA) – so omejeni zaradi dolgih časov testiranja in potrebe po dodatni elektroniki za obdelavo vzorcev, usposobljenih tehnikih in celo mrazu. verižno skrbništvo. Poleg tega običajno niso zelo občutljivi, dokler se virus ne razmnoži do visokih ravni v telesu nekaj dni.
V tej zadnji študiji je klinični patolog Abraham Qavi z Univerze Washington v St Louisu in njegovi kolegi predlagajo alternativo, ki temelji na optičnih mikroobročnih resonatorjih, vrsti naprave v načinu šepetajoče galerije, ki se lahko uporablja za zelo občutljivo molekularno odkrivanje.
Takšna orodja so dobila ime po učinku, ki so ga prvotno odkrili za zvočne valove v Whispering Gallery v londonski katedrali svetega Pavla. Besede, zašepetane ob steno kupole, je mogoče jasno slišati več kot 30 m stran, zahvaljujoč načinu, kako zvočni valovi potujejo po konkavni površini. To je primer principa akustične resonance – pojava, ki ga lahko vidimo tudi s svetlobnimi valovi v veliko manjšem obsegu.
Qavi pojasnjuje, kako lahko njihova naprava v načinu šepetajoče galerije zazna prisotnost majhnih količin molekul, povezanih z ebolo, v vzorcih krvi, pravi: »Svetlobo ujamemo v resonatorje in uporabljamo resonanco za izboljšanje in krepitev našega signala. S spremljanjem, kje se pojavi ta resonančna valovna dolžina, lahko ugotovimo, koliko molekule imamo.«
Zadevna molekula je občutljivo protitelo, razvito za reakcijo na topni glikoprotein, ki ga sprošča virus ebole. Ta protein je tudi ključnega pomena za trenutne diagnostične teste za ebolo - vendar ga je novo protitelo sposobno zaznati na nižjih ravneh. Pri testih na krvi okuženih živali bi resonatorske naprave z mikro obročki lahko zaznale diagnostični glikoprotein že ali prej kot trenutno vodilni testi. Test, ki je trajal le 40 minut, je zagotovil tudi podatke o koncentraciji virusnega glikoproteina. Te informacije bi lahko potencialno uporabili za prilagajanje načrtov zdravljenja za posamezne bolnike.
"Kadarkoli lahko okužbo diagnosticirate prej, lahko učinkoviteje razporedite zdravstvene vire in spodbujate boljše rezultate za posameznika in skupnost," pravi Qavi. »Z uporabo biomarkerja okužbe z ebolo smo pokazali, da lahko odkrijemo ebolo v ključnih prvih dneh po okužbi. Nekaj dni je velika razlika v smislu, da ljudje dobijo zdravstveno oskrbo, ki jo potrebujejo, in prekinejo krog prenosa.
Avtomatiziran sistem omogoča hiter in zanesljiv pregled malarije
»Hitri testi, ki temeljijo na biosenzorjih, so potrebni za obravnavo neštetih globalnih zdravstvenih težav, med drugim za odkrivanje virusnih okužb, ki bi se lahko razširile po vsem svetu,« pravi Frank Vollmer, fizik z Univerze v Exeterju v Veliki Britaniji, ki ni bil vključen v novo študijo. Senzorji v načinu šepetajoče galerije, je pojasnil, so se izkazali kot ena najbolj občutljivih in multipleksiranih biosenzorskih tehnologij, ki lahko obravnavajo to potrebo.
Dodal je: »[Raziskovalci] impresivno združujejo visoko občutljivost in multipleksno odčitavanje senzorja v načinu šepetajoče galerije s specifičnim zaznavanjem glikoproteina virusa ebole v vzorcih pacientov – zagotavljajo aplikacijo biosenzorja v načinu šepetajoče galerije v resničnem svetu, ki lahko rešuje življenja. ”
Ko je njihova začetna študija končana, si raziskovalci zdaj prizadevajo miniaturizirati napravo in preizkusiti svoj diagnostični pristop na okuženih posameznikih.
Študija je opisana v Metode poročil celic.
