توسعه زیست حسگر نانویی جهت تشخیص سریع عفونت خونی در محل

تاریخ : ۲۳ اردیبهشت, ۱۳۹۷

تعداد بازدید : ۱۲۲

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

به تازگی پژوهشگران آمریکایی در مرکز زیست‌شناسی سامانه‌ای بیمارستان ماساچوست از توسعه سامانه انفرادی تشخیص سریع سپتیسمی (عفونت کلی خونی) خبر داده‌اند. این سامانه زیست حسگری سریع، قابل حمل و بی‌سیم است که می‌تواند سطوح نشانگر زیستی التهاب به نام اینترلوکین-3 را در خون اندازه‌گیری کند.

سپتیسمی (sepsis) پاسخ حاد بدن به عفونت است. در این وضعیت تهدید کننده زندگی، باکتری‌ها یا قارچ‌ها در خون بیمار تکثیر شده و سرعت گسترش آن به قدری بالاست که آنتی‌بیوتیک‌ها توانایی مقابله ندارند. سپسیس بدون درمان به موقع، می‌تواند به سرعت باعث آسیب بافتی، نارسایی اندام‌ها و مرگ گردد.

نیاز حیاتی برآورده نشده در مبارزه با سپسیس، فقدان نشانگرهای زیستی اولیه دقیق است که بتواند به متخصصان بالینی این موقعیت تهدیدکننده بالقوه زندگی را هشدار داده و به آن‌ها اجازه انجام اقدامات پیشگیرانه را بدهد.

پژوهشگران برای غلبه بر این مشکل سامانه مراقبتی برای تشخیص سریع در محل مراقبت، موسوم به IBS (زیست حسگر یکپارچه برای سپسیس) را توسعه دادند. آن‌ها در مطالعات قبلی شاخصی به نام فاکتور التهابی اینترلوکین-3 (IL-3) را به عنوان پیش‌بینی‌کننده مستقل شوک سپتیک و مرگ شناسایی کرده بودند. اینترلوکین-3 هدف بالقوه درمانی در سپتیسمی است. کاربرد این اکتشاف به صورت بالینی قابل قبول، به دلیل فقدان ساختاری‌ سریع، حساس و کاربری آسان با توانایی غلبه بر زمان‌ طولانی سنجش و پیچیدگی روش استاندارد اندازه‌گیری پروتئین‌ها یا همان الایزا (ELISA)، بسیار مشکل بود.

در پژوهش جدید این تیم قصد داشت نشان دهد پروفایل IL-3 همراه با سایر سیتوکین‌های پاسخی میزبان در بیماران سپتیسمی، می‌تواند اثرات تشخیصی و پیش‌بینی‌کننده را شناسایی کند. آن‌ها با استفاده از دانش اخیر در پاتوفیزیولوژی سپتیسمی همراه با پیشرفت‌های مهندسی در زمینه طراحی، تصمیم به توسعه سامانه تشخیصی IBS گرفتند.

این سامانه نیاز به دانه‌های مغناطیسی برای استخراج مستقیم و سریع پروتئین IL-3 مورد هدف، از نمونه‌های خون دارد. این دانه‌ها به آنتی‌بادی‌ها و واسطه‌های الکترونی متصل هستند و از طریق سری واکنش‌ها، یک جریان الکتریکی تولید می‌کنند که در واقع بازخوانی تحلیلی از سطوح IL-3 را ارائه می‌دهد.

این سامانه در واقع یک زیست حسگر مغناطیسی-الکتروشیمیایی بهینه شده است که عملکرد مغناطیسی و تشخیص الکتریکی را ترکیب می‌کند. راهبرد اخیر مزایای عملی بسیاری دارد: 1) نشانگرهای پروتئینی هدف می‌تواند به شکل مستقیم از کل خون تغلیظ شود؛ 2) حساسیت تشخیصی بالایی از طریق تغلیظ مغناطیسی و تقویت سیگنال آنزیمی فراهم می‌آید و 3) حسگرها بر اساس طرح تشخیص الکتریکی می‌توانند به آسانی برای اندازه‌گیری‌های موازی کوچک شوند یا گسترش یابند.

مطالعات بالینی پژوهشگران در سطح پایلوت حاکی از آن بود که 3/91 درصد از بیماران مبتلا به سپتیسمی و 4/82 درصد از بیماران غیرمبتلا به درستی شناسایی شدند که ظرفیت مناسب IL-3 به عنوان نشانگر زیستی را نشان می‌دهد.

از آنجایی که این سامانه تشخیصی سریع بوده و نیاز به نمونه‌ای کوچک از خون دارد، می‌تواند به آسانی برای ردیابی تغییرات زمانی نشانگرهای زیستی مورد استفاده قرار گیرد. این ظرفیت نه تنها به تشخیص به موقع شوک سپتیک حاد کمک می‌کند، بلکه موجب ارزیابی پیش‌بینی دقیق خطر نیز می شود. همچنین استفاده از نمونه‌ای کوچک به خصوص در تشخیص سپسیس در نوزادان/اطفال سودمند خواهد بود، به ویژه در مواقعی که نمونه‌های خونی نوزادان نارس حجم محدودی دارد.

منبع : https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=49909.php

نظر شما
نظرسنجی

G