Kvapka krvi odhalí choroby za 15 minút. Americkí vedci vytvorili revolučnú technológiu

Nový diagnostický nástroj dokáže odhaliť COVID-19, ebolu či HIV z jedinej kvapky krvi. Test stojí len pár dolárov a výsledky máš za štvrťhodinu.

Vedci z Arizony vytvorili technológiu, ktorá je citlivejšia než laboratórne testy.

Zlato vo veľkosti nanočastíc zachraňuje životy

Máš podozrenie na vážnu infekciu? Namiesto čakania na výsledky z laboratória celé dni dostaneš odpoveď za 15 minút. Presne to umožňuje nový diagnostický nástroj NasRED, ktorý vyvinuli vedci na arizonskej univerzite.

Srdcom tejto technológie sú drobné zlaté nanočastice. Vedci ich potiahnu špeciálnymi molekulami, ktoré fungujú ako magnety na choroboplodné zárodky. Niektoré nanočastice nesú protilátky, ktoré sa prilepujú na proteíny vírusov či baktérií. Iné obsahujú antigény – fragmenty vírusových proteínov, ktoré priťahujú protilátky vytvorené naším imunitným systémom.

Proces testovania je jednoduchý. Zlaté nanočastice zmiešaš s kvapkou krvi, slín alebo nosového sekrétu. Ak je prítomná choroba, väčšina nanočastíc klesne na dno skúmavky. Bez infekcie zostanú rozptýlené v tekutine.

Zariadenie NasRED osvetlí vrchnú časť tekutiny LED svetlom. Špeciálny elektronický detektor zmeria, koľko svetla prejde skúmavkou. Viac svetla znamená, že nanočastice klesli na dno a tekutina je čistejšia – choroba je prítomná.

Citlivosť, ktorá prekonáva laboratóriá

Nová technológia dosahuje neuveriteľnú presnosť. Dokáže zachytiť chorobu aj vtedy, keď sa vo vzorke nachádza len niekoľko stoviek molekúl. To je koncentrácia takmer 100-tisíckrát nižšia, ako vyžadujú štandardné laboratórne testy.

Chao Wang, vedúci výskumu a profesor na fakulte elektrotechniky, vysvetľuje prínos: „Máme rýchlosť a jednoduché použitie antigénového testu s citlivosťou, ktorá je ešte lepšia ako v laboratórnych testoch. Toto je veľmi ťažké dosiahnuť.“

NasRED je približne 3000-krát citlivejší ako ELISA testy, potrebuje 16-krát menší objem vzorky a výsledky dodá 30-krát rýchlejšie. Vedci dokázali pomocou skoršej verzie technológie odhaliť ebolu v drobnej vzorke krvi. Novú verziu vylepšili na attomolárnu úroveň citlivosti – to je ako nájsť kvapku atramentu v 20 olympijských bazénoch.

Test stojí okolo dvoch dolárov na jedno vyšetrenie. Zariadenie je kompaktné a používateľsky prívetivé, nepotrebuje drahé laboratórne vybavenie ani špecializovaný personál. Takáto dostupnosť môže zmeniť prístup k diagnostike najmä v rozvojových krajinách.

Boj proti infekčným chorobám na celom svete

Infekčné choroby patria medzi najväčšie hrozby ľudstva. Každý rok zabijú viac ako 10 miliónov ľudí po celom svete a v chudobných krajinách sú najčastejšou príčinou smrti. V Spojených štátoch zomrie alebo ostane trvale postihnutých takmer 800-tisíc ľudí ročne kvôli chybnej diagnostike.

Problém je osobitne vážny v krajinách s nižšími príjmami, kde je prístup k spoľahlivému testovaniu obmedzený alebo úplne chýba. Drahé vybavenie, nedostatok vyškoleného personálu a dlhé čakacie doby na výsledky prispievajú k oneskoreniam v diagnostike – často s fatálnymi následkami.

Wang zdôrazňuje význam včasného testovania: „V mnohých častiach sveta sa choroby šíria, ale ľudia sa často nedajú testovať – ani na HIV. V ideálnom prípade by sme ich chceli testovať pravidelne, aby sme infekcie zachytili včas.“

Rýchly, dostupný a prenosný test ako NasRED by umožnil zdravotníckym pracovníkom na celom svete odhaliť infekcie skoro a zareagovať predtým, ako sa z nich stanú epidémie.

Budúcnosť diagnostiky v tvojich rukách

Technológia NasRED má modulárnu štruktúru, čo znamená, že vedci môžu ľahko vymeniť proteíny na nanočasticiach a prispôsobiť platformu rôznym chorobám. Už demonštrovali tento prístup pri výskume bakteriálnych infekcií E. coli, onkologických biomarkerov, Alzheimerovej choroby, lymskej boreliózy a afrického moru ošípaných.

Wang nedávno získal ocenenie Bay Area Lyme Foundation Emerging Leader Award a plánuje využiť vysokú citlivosť a prenosnosť tejto technológie na včasnú detekciu lymskej boreliózy.

Hoci NasRED momentálne potrebuje malé stolné prístroje na centrifugovanie a miešanie vzoriek, vedci pracujú na ďalšej miniaturizácii a automatizácii procesu. S pokračujúcim vývojom by sa technológia mohla stať pohodlným domácim testom, podobným súčasným rýchlym COVID testom, ale s podstatne vyššou citlivosťou a širšími možnosťami použitia.

Ako sa technológia bude vyvíjať, môže sa jej využitie rozšíriť aj mimo infekčných chorôb. Včasná detekcia rakoviny, sledovanie chronických ochorení v reálnom čase a zlepšené monitorovanie hrozieb verejného zdravia – to všetko je na dosah ruky.

NasRED predstavuje významný skok vpred v diagnostike. Kombinuje laboratórnu presnosť s jednoduchosťou použitia a dostupnosťou, ktorá môže zachrániť milióny životov po celom svete.

Čítaj viac z kategórie: Zaujímavosti