Szybkie i precyzyjne badanie krwi mogłoby zapewnić szybsze wyniki lekarzom i osobom udzielającym pierwszej pomocy.
Podczas zawału serca liczy się każda sekunda. Nowe badanie krwi może zdiagnozować tę chorobę w ciągu kilku minut zamiast godzin i można je dostosować do stosowania przez osoby udzielające pierwszej pomocy lub nawet w domu.
„Zawały serca wymagają natychmiastowej interwencji medycznej, aby poprawić wyniki leczenia pacjentów, ale chociaż wczesna diagnoza ma kluczowe znaczenie, może być również bardzo trudna i prawie niemożliwa poza warunkami klinicznymi” – powiedziała główna autorka Peng Zheng, asystentka naukowca w Johns Uniwersytet Hopkinsa. „Udało nam się wynaleźć nową technologię, która pozwala szybko i dokładnie ustalić, czy ktoś ma zawał serca”.
Prace weryfikujące koncepcję, które można modyfikować w celu wykrywania chorób zakaźnych i biomarkerów nowotworowych, opublikowano niedawno w czasopiśmie Zaawansowana nauka.
Wykorzystanie biofotoniki do diagnozowania zawałów serca
Zheng i starszy autor Ishan Barman opracowują narzędzia diagnostyczne wykorzystujące biofotonikę, wykorzystującą światło lasera do wykrywania biomarkerów, które są reakcjami organizmu na stany chorobowe. Tutaj wykorzystali tę technologię, aby znaleźć we krwi najwcześniejsze oznaki świadczące o tym, że ktoś miał zawał serca. Chociaż szacunkowo w samych Stanach Zjednoczonych zawał serca zapada co roku na ponad 800 000 osób, zawał serca pozostaje jednym z najtrudniejszych do zdiagnozowania schorzeń, charakteryzujących się bardzo zróżnicowanymi objawami i sygnałami biologicznymi, które mogą być subtelne i łatwe do przeoczenia we wczesnych stadiach choroby. atak, kiedy interwencja medyczna może zdziałać najwięcej dobrego.
Osobom podejrzanym o zawał serca zazwyczaj poddaje się kombinację testów w celu potwierdzenia diagnozy – zwykle zaczynając od elektrokardiogramu w celu pomiaru aktywności elektrycznej serca, co zajmuje około pięciu minut, oraz badań krwi w celu wykrycia cech charakterystycznych zawału serca , gdzie prace laboratoryjne mogą zająć co najmniej godzinę i często muszą być powtarzane.
Szybsza i dokładniejsza diagnoza
Samodzielne badanie krwi stworzone przez zespół zapewnia wyniki w ciągu pięciu do siedmiu minut. Naukowcy twierdzą, że jest także dokładniejsza i tańsza w porównaniu z obecnymi metodami.
Chociaż test został stworzony z myślą o szybkiej diagnostyce w warunkach klinicznych, można go zaadaptować jako podręczne narzędzie, z którego mogą korzystać ratownicy w terenie, a ludzie mogą nawet korzystać z niego w domu.
„Mówimy o prędkości, mówimy dokładnośći mówimy tu o możliwości wykonywania pomiarów poza szpitalem” – powiedział Barman, bioinżynier na Wydziale Inżynierii Mechanicznej. „Mamy nadzieję, że w przyszłości można będzie z tego zrobić podręczny instrument, taki jak trikorder ze Star Trek, w którym pobiera się kroplę krwi i voila, w ciągu kilku sekund można ją wykryć”.
Sercem wynalazku jest maleńki chip o przełomowej nanostrukturalnej powierzchni, na którym badana jest krew. „Metapowierzchnia” chipa wzmacnia sygnały elektryczne i magnetyczne podczas analizy spektroskopii Ramana, dzięki czemu biomarkery zawału serca stają się widoczne w ciągu kilku sekund, nawet przy bardzo niskich stężeniach. Narzędzie jest wystarczająco czułe, aby wykryć biomarkery zawału serca, które mogą w ogóle nie zostać wykryte za pomocą bieżących testów lub zostać wykryte dopiero znacznie później w trakcie ataku.
Naukowcy twierdzą, że narzędzie to, choć zaprojektowane do diagnozowania zawałów serca, mogłoby zostać przystosowane do wykrywania nowotworów i chorób zakaźnych.
„Istnieje ogromny potencjał komercyjny” – powiedział Barman. „Nic nie ogranicza tej technologii platformy”.
Następnie zespół planuje udoskonalić badanie krwi i przeprowadzić większe badania kliniczne.
Odniesienie: „Multiplexed SERS Detection of Serum Cardiac Markers Using Plasmonic Metasurfaces” autorstwa Peng Zheng, Lintong Wu, Piyush Raj, Jeong Hee Kim, Santosh Kumar Paidi, Steve Semancik i Ishan Barman, 15 października 2024 r., Zaawansowana nauka.
DOI: 10.1002/advs.202405910
Badanie zostało sfinansowane przez Narodowy Instytut Ogólnych Nauk Medycznych.
