Pacijenti će potvrđenu dijagnozu moći dobiti u liječničkoj ordinaciji.
Ideja posjeta liječničkoj ordinaciji sa simptomima bolesti i odlaska sa znanstveno potvrđenom dijagnozom mnogo je bliža stvarnosti zbog nove tehnologije koju su razvili istraživači sa Sveučilišta McMaster.

Inženjeri, biokemija i medicinski istraživači iz cijelog kampusa kombinirali su svoje vještine kako bi stvorili ručni brzi test na bakterijske infekcije koji može proizvesti točne, pouzdane rezultate za manje od sat vremena, uklanjajući potrebu za slanjem uzoraka u laboratorij.

Njihovo istraživanje koncepta, objavljeno 24. lipnja 2021. u časopisu Kemija prirode, posebno opisuje učinkovitost testa u dijagnosticiranju infekcija mokraćnog sustava iz stvarnih kliničkih uzoraka. Istraživači prilagođavaju test za otkrivanje drugih oblika bakterija i za brzu dijagnozu virusa, uključujući COVID-19. Također planiraju testirati njegovu održivost za otkrivanje markera raka.

„To će značiti da pacijenti mogu dobiti bolji tretman, brže rezultate i izbjeći ozbiljne komplikacije. Također se može izbjeći nepotrebna upotreba antibiotika, što je nešto što nam može kupiti vrijeme u borbi protiv antimikrobne rezistencije ”, kaže Leyla Soleymani, autorica dopisnika lista i izvanredni profesor inženjerske fizike.

“To će liječnicima pružiti znanost da podupiru ono za što već sumnjaju na temelju svojih vještina i iskustva”, kaže autor koodgovarajući Yingfu Li, profesor biokemije i biomedicinskih znanosti.

Nova tehnologija zasnovana na DNA koristi ručni uređaj sličan monitoru glukoze u krvi. Mikročip analizira kapljicu tjelesne tekućine poput krvi, mokraće ili sline, koristeći molekule koje mogu otkriti specifični proteinski potpis infekcije. Uređaj, približno veličine USB sticka, priključuje se na pametni telefon koji prikazuje rezultat.

Izum kombinira tehnologiju elektrokemijskog inženjerstva koju su razvili Soleymani i njezin tim s biokemijskom tehnologijom koju su razvili Li i njegov kolega Dingran Chang. Surađivali su s kliničarem zaraznih bolesti Marekom Smeijom, profesorom medicine koji je pružao uzorke stvarnih pacijenata, i s Toddom Hoareom, profesorom kemijskog inženjerstva.

„Kao znanstvenici želimo omogućiti stvari“, kaže Li, „Upućeni smo u različite znanstvene i inženjerske principe, a kad ih složite kako biste pomogli ljudima, to je poseban osjećaj. Imajući priliku utjecati na društvo razlog je zbog kojeg svi radimo ovaj posao. “

Postojeća praksa obično zahtijeva slanje uzoraka u laboratorije radi uzgoja, što može potrajati danima. Pružanje neposrednih rezultata pacijentima može smanjiti širenje infekcije, poboljšati kvalitetu života pacijenata i pojednostaviti rad zauzetim kliničarima.

Nova tehnologija može razlikovati sojeve istih bakterija koje se mogu liječiti antibioticima od ostalih koji su otporni na antibiotike, što je kritična razlika koja može pomoći u suzbijanju rastućeg problema antimikrobne rezistencije ili AMR-a.

“Kliničari su prepoznali kašnjenja s ispitivanjem kao problem koji je trebalo riješiti”, kaže Soleymani, koji je kanadski predsjedavajući za istraživanje minijaturiziranih biomedicinskih uređaja. “Željeli smo izgraditi sustav koji bi mogao pružiti što više informacija liječniku tijekom prvog posjeta pacijenta.”

Istraživači su usred testiranja adaptacije iste tehnologije za virus koji uzrokuje COVID-19, koristeći uzorke iz klinike u Hamiltonu.

“Ova je tehnologija vrlo svestrana i približavamo se upotrebi iste tehnologije za testiranje na COVID-19”, kaže Li, koji je također član McMasterovog Instituta za istraživanje zaraznih bolesti Michael Groote.

Istraživači istražuju regulatorna odobrenja i industrijska partnerstva kako bi tehnologija što brže postala široko korištena, ne samo u Kanadi, već i širom svijeta, posebno tamo gdje je pristup laboratorijskim ispitivanjima ograničen ili uopće ne postoji.

“Mislim da je ova tehnologija korak prema demokratizaciji dijagnoze i upravljanja bolestima”, kaže vodeći autor Richa Pandey, postdoktorski istraživač u Soleymanijevom laboratoriju. “Ovo je tehnologija koja može ići bilo gdje u svijetu gdje su potrebna testiranja.”

Referenca: “Integriranje programabilnih DNA enzima s električnim očitavanjem za brzo i bez kulture otkrivanje bakterija pomoću ručne platforme” Richa Pandey, Dingran Chang, Marek Smieja, Todd Hoare, Yingfu Li i Leyla Soleymani, 24. lipnja 2021. Kemija prirode.
DOI: 10.1038 / s41557-021-00718-x

Istraživanje ilustrira rad kanadskog Global Nexusa za pandemiju i biološke prijetnje na Sveučilištu McMaster, koji okuplja međunarodnu mrežu istraživača, vlade, industrije, zdravstva i drugih partnera s ciljem pronalaska rješenja za trenutnu pandemiju, dok se priprema za buduće globalne prijetnje zdravlju poput antimikrobne rezistencije.