Лаборатории будущего – технологии, которые уже здесь

Сейчас идея посетить врача и на месте провести лабораторную диагностику, выйдя из кабинета с подтвержденным диагнозом, становится более реальной. Это стало возможным благодаря созданию новой технологии и портативного экспресс-теста, позволяющего точно и надежно выявлять бактериальные инфекции в короткие сроки – до одного часа.

При подозрении на бактериальную инфекцию для постановки диагноза образцы отправляются в баклабораторию, где их исследование может занимать несколько дней. Ускорение диагностики из-за быстрого получения результатов позволяет замедлить или прекратить распространение инфекции, для пациентов это означает улучшение качества жизни, а для врачей – упрощение работы.

Процесс разработки

По словам Солеймани, возглавляющего канадскую кафедру исследований миниатюрных биомедицинских устройств, задержки с тестированием – одна из основных проблем клиницистов, которая требовала разрешения. Поэтому исследователи решили попробовать создать систему, которая могла бы предоставить врачу как можно больше информации во время первого посещения пациента.

Видео дня

Новая технология разработана исследователями из Университета Макмастера. С ее помощью можно различать штаммы бактерий и точно определять, поддаются ли они антибиотикотерапии либо они проявляют устойчивость к противомикробным лекарствам. Ее можно использовать в любой стране мира, где требуется тестирование. Она будет особенно востребована в местах с затрудненным доступом к диагностике.

Над разработкой технологии работали исследователи в области инженерии, биохимии и медицины университетского городка, объединивши все свои навыки и знания. Свое экспериментальное исследование они недавно опубликовали в журнале Nature Chemistry.

В нем представлена конкретная информация, описывающая эффективность теста в диагностике инфекционных заболеваний мочевыводящих путей, проведенной на 41-м реальном клиническом образце мочи. Диагностическая чувствительность составила 100%, специфичность – 78%, время для анализа – менее часа.

Сейчас исследователями проводится работа по адаптации теста для выявления других форм бактерий и некоторых вирусов, в т. ч. SARS-CoV-2. Также в планах проверить возможности технологии обнаруживать маркеры рака.

Что собой представляет устройство

Для проведения экспресс-теста было создано портативное небольшое устройство, напоминающее глюкометр. Оно подключается к телефону, где отображаются полученные результаты.

Капля телесной жидкости – кровь, моча или слюна, анализируется с помощью микрочипа, работающего на технологии на основе ДНК и позволяющего обнаруживать специфические белковые сигнатуры патогена.

Какие преимущества у новой технологии

Технология позволяет решать две проблемы. Во-первых, пациенты смогут получить подтвержденный диагноз в кабинете врача. По словам соавтора статьи и доцента кафедры инженерной физики Лейлы Солеймани, быстрые результаты – необходимость для постановки адекватного диагноза.

Вторым преимуществом является обеспечение лучшего лечения, что поможет избежать некорректного применения антибиотиков. Это особенно важно сейчас, когда активно ищутся решения для противостояния устойчивости патогенов к противомикробным препаратам.

Исследователи говорят, что технология универсальна, и с ее помощью можно выявлять не только бактерии. Сейчас проводятся работы по тестированию адаптации этой технологии для SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19, с использованием образцов из клиники Гамильтона. Судя по полученным результатам, это будет возможно уже в ближайшее время.

В настоящий момент начаты работы для внедрения устройства в рутинную практику. Исследователи изучают возможность получения разрешений регулирующих органов и отраслевые партнерства. В планах получить возможность проводить экспресс-тесты как в Канаде, так и в других странах.

Разработка новой технологии проводилась в рамках работы Канадской организации Global Nexus for Pandemics and Biological Threats в Университете Макмастера. Она создана для поиска решений текущей пандемии при подготовке к будущим глобальным угрозам здоровью, включая устойчивость к противомикробным препаратам, и объединяет международную сеть исследователей, правительства, промышленность, здравоохранение и других партнеров.