Небольшое портативное устройство может обнаруживать бактериальные инфекции за считанные минуты
Небольшое портативное устройство размером с USB-накопитель, разработанное исследователями из Университета Макмастера в Канаде, может точно обнаруживать бактериальные инфекции мочевыводящих путей через несколько минут после анализа капли мочи.
Электронное устройство работает аналогично монитору уровня глюкозы в крови, а также может анализировать другие жидкости организма, такие как кровь или слюна.
В этом исследовании, проведенном под руководством Инфу Ли, профессора биохимии и биомедицинских наук, и Лейлы Солеймани, доцента инженерной физики, был создан экспериментальный прототип, который был протестирован на способность обнаруживать инфекции мочевыводящих путей. Но команда считает, что тест можно адаптировать для обнаружения других бактериальных инфекций и даже вирусов.
«Это будет означать, что пациенты могут получить лучшее лечение, более быстрые результаты и избежать серьезных осложнений. Это также может помочь избежать ненужного использования антибиотиков, что может выиграть время в борьбе с устойчивостью к противомикробным препаратам », — говорит Солеймани, соавтор статьи, описывающей исследование, опубликованное в Nature Chemistry , в заявлении для прессы.
В настоящее время для обнаружения бактериальной инфекции требуется время и специальное лабораторное оборудование. Необходимо культивировать образцы и амплифицировать бактериальную ДНК, например, с помощью ПЦР. Этот новый тест можно провести менее чем за час, и его не нужно отправлять в лабораторию.
Новое устройство обнаруживает присутствие определенного типа бактерий в образце с помощью электроактивных ДНКзимов, расщепляющих РНК (eRCD), интегрируемых в двухканальный электрический чип. Ферменты распознают и разрезают бактериальную ДНК в определенных местах, высвобождая штрих-код ДНК, который запускает электронный сигнал на чипе внутри устройства. При подключении к смартфону он может считывать результаты.
Устройство чувствительно и способно обнаруживать низкие уровни патогенной кишечной палочки (10 колониеобразующих единиц) на панели, содержащей множество различных видов бактерий.
При испытании прототипа на образцах мочи 41 пациента с известным инфекционным статусом, устройство способно выявлять всех пациентов с состоянием (чувствительностью) 100%. Способность тестов выявлять пациентов без бактериальной инфекции (специфичность) была немного ниже — 78%, что позволяет предположить, что они могут обнаруживать некоторые ложноположительные случаи.
Прототип устройства демонстрирует, как совместная работа специалистов разных специальностей может помочь в решении медицинских проблем. «Клиницисты определили задержки с тестированием как проблему, которую необходимо решить», — говорит Солеймани. «Мы хотели создать систему, которая могла бы предоставить врачу как можно больше информации во время первого посещения пациента».
«Это даст врачам научные данные, подтверждающие то, что они уже подозревают, основываясь на своих навыках и опыте», — добавляет Ли.
Команда, создавшая устройство, теперь хочет дополнительно протестировать его на обнаружение бактерий и изучает возможности отраслевого партнерства, чтобы попытаться ускорить будущее развертывание окончательной версии устройства. Они также в настоящее время тестируют технологию обнаружения вируса SARS-CoV-2.
«Эта технология очень универсальна, и мы очень близки к использованию той же технологии для тестирования COVID-19», — говорит Ли.
Поделиться
Источник