Nincs több vérvétel, jönnek a mikrotűs tapaszok

HáziPatika

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.

Hirdetés

Hogy érzi magát? Országos eredmény megtekintése >>
Hogy érzi magát?
Kirobbanó formában van? Válassza ki a lelki- és testi állapotához illő emojit és nézze meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Milyen most a lelkiállapota?
Letargikus vagyok
Kissé magam alatt vagyok
Kiegyensúlyozott vagyok
Jókedvű vagyok
Majd kiugrom a bőrömből
Hogy érzi magát?
Kirobbanó formában van? Válassza ki a lelki- és testi állapotához illő emojit és nézze meg térképünkön, hogy mások hogy érzik magukat!
Hogy érzi most magát fizikailag?
Teljesen hulla vagyok
Voltam már jobban is
Átlagos formában vagyok
Jól vagyok
Kirobbanó formában vagyok
Hogy érzi magát?
Lelkiállapot
Fizikai állapot
Legjobban:
Legrosszabbul:
További cikkek
Szóljon hozzá Ön is és olvassa el mások hozzászólásait

Humánmeteorológia

Humanmeterológia szolgaltatója

Fronthatás:
Nincs front

Maximum:
+21, +27 °C
Minimum:
+7, +12 °C

Hazánkban szombaton délelőtt a ködfoltok feloszlanak, gyengén felhős, napos idő lesz jellemző.

Egészséget befolyásoló hatások:
közepes, erős

Részletes adatok és előrejelzés

Tekintse meg az időjárási frontokat!Térképezze fel a pollen adatokat!

Kövesse a Házipatikát:

GyógyszerekGyógyszerkereső
GyógyszerHatóanyag