Ny enhet kan diagnostisere sepsis i mindre enn en dråpe blod
Sepsis oppstår når kroppen har en ekstrem reaksjon på en infeksjon. Reaksjonen er så alvorlig at den kan forårsake organsvikt og død. Et nytt diagnostisk verktøy kan imidlertid raskt identifisere sepsis-biomarkører i en liten mengde blod.
Ifølge Verdens helseorganisasjon (WHO) rammer sepsis hvert år over 30 millioner mennesker over hele verden.
Sepsis kan også føre til rundt 6 millioner dødsfall hvert år.
For å forhindre sepsis i å utvikle seg til septisk sjokk - en komplikasjon som gjør for tidlig død mer sannsynlig - må legene diagnostisere det tidlig og handle raskt.
Likevel er nåværende diagnostiske metoder ofte symptomatiske, kombinert med tester som sjekker for generelle markører for infeksjon eller organskader.
Som sentrene for sykdomskontroll og forebygging (CDC) bemerker, “Mange av tegn og symptomer på sepsis, som feber og pustevansker, er de samme som i andre forhold, noe som gjør sepsis vanskelig å diagnostisere i sine tidlige stadier. ”
Forskere har sett etter raskere og mer effektive måter å diagnostisere sepsis på. Dette har inkludert å prøve å utvikle enheter som kan ta opp tilstedeværelsen av biomarkører for sepsis i en persons blod.
En topp biomarkør for denne tilstanden er interleukin-6 (IL-6), et protein som kroppen produserer når det oppstår betennelse.
Forskere mener at det å oppdage IL-6 er en god måte å diagnostisere sepsis fordi nivået i blodet har en tendens til å øke før andre symptomer på sepsis dukker opp. Imidlertid forblir blodkonsentrasjonen av IL-6 for lav til at eksisterende tester kan ta opp den.
Nylig har forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge utviklet en enhet som de sier er følsom nok til å identifisere tilstedeværelsen av IL-6, selv i en liten mengde blod.
Forskerne presenterte sitt innovative verktøy på årets Engineering in Medicine and Biology Conference. I år fant konferansen sted i Berlin, Tyskland.
Oppdage sepsis på under 30 minutter
"For en akutt sykdom som sepsis, som utvikler seg veldig raskt og kan være livstruende, er det nyttig å ha et system som raskt måler disse ikke-store biomarkørene," sier førsteforfatter Dan Wu, doktorgradsstudent ved MIT.
"Du kan også ofte overvåke sykdommen etter hvert som den utvikler seg," forklarer han.
Wu og kollegers diagnostiske verktøy er en mikrofluidisk enhet som er i stand til å oppdage viktige biomarkører i ekstremt små mengder kroppsvæske. Denne spesielle enheten bruker mikroperler “belagt” med antistoffer.
Når forskere introduserer en blodprøve til enheten ved hjelp av en pipette, låses antistoffene på IL-6. Deretter bruker en annen del av enheten en elektrode og perlene som har fanget IL-6, og sender ut et elektrisk signal for hver IL-6-perle som passerer gjennom.
Dette lar forskere identifisere i hvilken konsentrasjon proteinet er tilstede i blodprøven.
Hele prosessen tar bare omtrent 25 minutter, og enheten bruker bare omtrent 5 mikroliter blod - det vil si rundt 25% av det totale volumet av en bloddråpe trukket gjennom en fingerstikk.
Dessuten er det nye verktøyet i stand til å oppdage ekstremt lave konsentrasjoner av IL-6 - så lave som 16 pikogram per milliliter, noe som er lavere enn biomarkørkonsentrasjonen som indikerer tilstedeværelsen av sepsis.
Dette antyder at enheten er veldig følsom for tilstedeværelsen av viktige biomarkører. Enda viktigere, forskerne hevder at det innovative verktøyet er svært tilpasningsdyktig og kan settes til å oppdage andre sepsis-biomarkører, slik som interleukin-8, C-reaktivt protein og procalcitonin, blant andre.
Forskerne ser ingen grunn til at andre i fremtiden ikke kunne tilpasse dette verktøyet til skjerm for biomarkører av andre forhold også.
“Dette er en veldig generell plattform. Hvis du vil øke enhetens fysiske fotavtrykk, kan du skalere opp og designe flere kanaler for å oppdage så mange biomarkører du vil. "
Dan Wu
