Новый тест от исследователей Массачусетского технологического института может изменить это: устройство, представляющее собой простую бумажную полоску, похожую на тест на беременность, может быстро диагностировать лихорадку Эбола, а также другие вирусные геморрагические лихорадки, такие как желтая лихорадка и лихорадка денге.«Как мы видели во время недавней вспышки лихорадки Эбола, иногда люди обращаются с симптомами, и непонятно, что у них есть», — говорит Кимберли Хамад-Шифферли, приглашенный научный сотрудник отдела машиностроения Массачусетского технологического института и член технического персонала лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института. . «Мы хотели разработать быструю диагностику, которая могла бы различать разные заболевания».Хамад-Шифферли и Ли Герке, профессор Германа Л.Ф. фон Гельмгольца из Института медицинской инженерии и науки Массачусетского технологического института (IMES), являются старшими авторами статьи, описывающей новое устройство, в журнале Lab on a Chip.
Ведущий автор статьи — постдок IMES Чун-Ван Йен, а другие авторы — аспирант Хелена де Пуч, постдок IMES Жюстина Там, инструктор IMES Хосе Гомес-Маркес и приглашенный ученый Ирен Бош.Цветовой тест
В настоящее время единственный способ диагностировать Эбола — это отправить образцы крови пациента в лабораторию, которая может выполнять передовые методы, такие как полимеразная цепная реакция (ПЦР), которая может обнаруживать генетический материал вируса Эбола. Это очень точно, но требует много времени, и некоторые районы Африки, где Эбола и другие лихорадки являются эндемичными, имеют ограниченный доступ к такого рода технологиям.
В новом устройстве используется технология бокового потока, которая используется в тестах на беременность и недавно была использована для диагностики стрептококковой инфекции горла и других бактериальных инфекций. Однако до сих пор никто не применял метод мультиплексирования с использованием разноцветных наночастиц для одновременного скрининга нескольких патогенов.«Для многих вирусов геморрагической лихорадки, таких как Западный Нил, лихорадка денге и Эбола, и многих других вирусов в развивающихся странах, таких как аргентинская геморрагическая лихорадка и хантавирусные заболевания, просто нет быстрой диагностики», — говорит Герке, который начал работать. с Хамад-Шифферли четыре года назад для разработки нового устройства.В отличие от большинства существующих бумажных диагностических средств, которые проверяют только одно заболевание, новые полоски MIT имеют цветовую кодировку, поэтому их можно использовать для различения нескольких заболеваний.
Для этого исследователи использовали треугольные наночастицы из серебра, которые могут принимать разные цвета в зависимости от их размера.Исследователи создали красные, оранжевые и зеленые наночастицы и связали их с антителами, которые распознают лихорадку Эбола, лихорадку денге и желтую лихорадку.
Когда сыворотка крови пациента течет по полоске, любые вирусные белки, соответствующие антителам, нарисованным на полосках, будут улавливаться, и эти наночастицы станут видимыми. Это видно невооруженным глазом; Тем, кто страдает дальтонизмом, можно использовать камеру мобильного телефона, чтобы различать цвета.
"Когда мы пропускаем образец пациента через полоску, если вы видите оранжевую полосу, вы знаете, что у них желтая лихорадка, если она отображается как красная полоса, вы знаете, что у них Эбола, а если она отображается зеленой, мы знаем, что у них есть денге ", — говорит Хамад-Шифферли.Этот процесс занимает около 10 минут, что позволяет медицинским работникам быстро провести сортировку и определить, следует ли изолировать пациентов, что помогает предотвратить дальнейшее распространение болезни.
Уоррен Чан, доцент Института биоматериалов и биомедицинской инженерии Университета Торонто, говорит, что он впечатлен устройством, потому что оно не только предлагает более быструю диагностику, но и требует меньших образцов крови пациента, поскольку всего одна тест-полоска может обнаружить несколько заболеваний. . «Это шаг вперед по сравнению с тем, что делают все остальные», — говорит Чан, который не принимал участия в исследовании. «Они нацелены на болезни, которые действительно имеют отношение к тому, что происходит в мире на данный момент, и показали, что могут обнаруживать их одновременно».Более быстрая сортировка
Исследователи рассматривают свое новое устройство как дополнение к существующим диагностическим технологиям, таким как ПЦР."Если вы находитесь в полевой ситуации, когда у вас нет энергии и специальных технологий, если вы хотите узнать, болен ли пациент Эболой, этот тест может очень быстро сказать вам, что вы, возможно, не захотите помещать этого пациента в комнату ожидания. с другими людьми, которые могут не быть инфицированы », — говорит Герке, который также является профессором микробиологии и иммунологии в Гарвардской медицинской школе. «Эта первоначальная сортировка может быть очень важна с точки зрения общественного здравоохранения, и позже может потребоваться повторный тест с помощью ПЦР или чего-то еще для подтверждения».Исследователи надеются получить одобрение Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов, чтобы начать использовать устройство в районах, где вспышка Эболы все еще продолжается.
Для этого они сейчас тестируют устройство в лаборатории с использованием искусственно созданных вирусных белков, а также образцов сыворотки крови инфицированных животных.Этот тип устройства также можно настроить для обнаружения других вирусных геморрагических лихорадок или других инфекционных заболеваний, связывая наночастицы серебра с различными антителами.
«К счастью, вспышка Эболы утихает, и это хорошо», — говорит Герке. «Но мы думаем о том, что будет дальше. Несомненно, будут и другие вирусные вспышки. Это может быть вирус Судана, это может быть еще одна геморрагическая лихорадка. следующая вспышка, которая должна произойти ".
