Эта портативная технология, которая использует ранее неизвестную корреляцию между пациентами с астмой и наиболее распространенным типом лейкоцитов в организме, означает, что врачи могут диагностировать астму, даже если их пациенты не испытывают симптомов во время посещения клиники.Команда описала свои выводы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), опубликованном в Интернете 7 апреля. Исследователи использовали функцию нейтрофильных клеток в клиническом исследовании, чтобы показать точный диагноз астмы.
«То, что мы сделали в этой статье, представляет собой данные о том, что функция нейтрофильных клеток в некоторых случаях может предсказать — а в данном случае фактически предсказать и измерить — является ли человек астматиком или нет», — говорит Дэвид Биби, профессор Университета штата Мэдисон. биомедицинской инженерии и соавтор статьи. «Это одно из первых исследований, показывающих, что этот процесс действительно может работать дешево, легко и практично».Астма остается заболеванием, которое сложно точно диагностировать. В настоящее время диагностика астмы состоит из серии клинических тестов, часто основанных на тестах на функциональность легких. «Они будут измерять, сколько воздуха вы можете втянуть, и они будут измерять различные химические компоненты вдыхаемого воздуха», — говорит Биби.
Многие из текущих тестов для диагностики астмы, по крайней мере частично, полагаются на пациента, испытывающего симптомы во время визита к врачу или незадолго до него. Кроме того, все диагностические тесты требуют согласия пациента, что может затруднить постановку диагноза для пожилых людей или детей. «В настоящее время диагностика астмы основана на косвенных измерениях, — говорит Биб, — что не является оптимальным. Таким образом, предпосылка в этой статье заключалась в том, что функцию клеток можно использовать для диагностики астмы и что мы можем измерять функцию клеток простым способом. и достаточно дешевый, чтобы его можно было использовать в клинических условиях ».
Чтобы напрямую диагностировать астму, Биби и его команда сосредоточились на клеточной функции нейтрофилов. Нейтрофилы — это белые кровяные тельца, которых больше всего в организме, и, как правило, они первыми мигрируют в сторону воспаления. «Нейтрофилы похожи на собаку, которая что-то выслеживает. Они ощущают химический градиент, например запах, в теле», — говорит Биби.Другими словами, человеческое тело излучает химические сигналы в ответ на воспаление или раны, а нейтрофилы обнаруживают эти химические сигналы и мигрируют к участку раны, чтобы способствовать процессу заживления.
Исследователи могут отслеживать скорость миграции нейтрофильных клеток — скорость хемотаксиса — чтобы отличить неастматические образцы от значительно сниженной скорости хемотаксиса у пациентов с астмой.Традиционно для клинического исследования нейтрофилов требовалось столько анализа крови, специального оборудования и обработки, что его было непрактично использовать в диагностике. Однако студенты UW-Madison разработали микрофлюидную технологию kit-on-a-lid-assay (KOALA), которая позволяет им обнаруживать нейтрофилы, используя всего одну каплю крови.
Процедура диагностики KOALA очень проста. Используя простые крышки и основания (каждая из которых представляет собой небольшой дешевый кусок пластика), диагност помещает крышку KOALA, содержащую химическую смесь, на основу, содержащую образец крови.
Эта химическая смесь запускает миграцию нейтрофилов — и исследователи могут автоматически отслеживать и анализировать скорость хемотаксиса нейтрофилов с помощью специального программного обеспечения.Биби подчеркивает, что использование крышек KOALA, содержащих предварительно смешанные химические вещества, делает диагностическую процедуру масштабируемой, дешевой, быстрой и повторяемой. «Платформа KOALA представляет собой набор для биомедицинских исследований нового поколения», — говорит он. «Вместо того, чтобы брать коробку со средой и красящим раствором и выполнять множество ручных манипуляций, вы получите основу для образца жидкости, предварительно упакованные крышки KOALA, а для проведения любого тестирования просто поместите крышку (или несколько крышки) на основании ".