Il nuovo dispositivo può diagnosticare la sepsi in meno di una goccia di sangue
La sepsi si verifica quando il corpo ha una reazione estrema a un'infezione. La reazione è così grave che può causare insufficienza d'organo e morte. Un nuovo strumento diagnostico, tuttavia, potrebbe essere in grado di identificare rapidamente i biomarcatori della sepsi in una piccola quantità di sangue.
Secondo l'Organizzazione mondiale della sanità (OMS), ogni anno la sepsi colpisce oltre 30 milioni di persone in tutto il mondo.
La sepsi può anche portare a circa 6 milioni di morti ogni anno.
Per evitare che la sepsi si evolva in shock settico, una complicazione che rende più probabile la morte prematura, i medici devono diagnosticare precocemente e agire rapidamente.
Tuttavia, gli attuali metodi diagnostici sono spesso sintomatici, combinati con test che controllano i marcatori generali di infezione o danno d'organo.
Inoltre, come notano i Centers for Disease Control and Prevention (CDC), “Molti dei segni e sintomi della sepsi, come febbre e difficoltà respiratorie, sono gli stessi di altre condizioni, rendendo la sepsi difficile da diagnosticare nelle sue fasi iniziali. "
I ricercatori hanno cercato metodi più rapidi ed efficaci per diagnosticare la sepsi. Ciò ha incluso il tentativo di sviluppare dispositivi in grado di rilevare la presenza di biomarcatori per la sepsi nel sangue di una persona.
Un biomarcatore principale per questa condizione è l'interleuchina-6 (IL-6), una proteina che il corpo produce quando si verifica un'infiammazione.
Gli scienziati ritengono che rilevare l'IL-6 sia un buon modo per diagnosticare la sepsi perché i suoi livelli nel sangue tendono ad aumentare prima che compaiano altri sintomi di sepsi. Tuttavia, la concentrazione ematica di IL-6 rimane troppo bassa per essere rilevata dai test esistenti.
Recentemente, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge hanno sviluppato un dispositivo che, secondo loro, è abbastanza sensibile da identificare la presenza di IL-6, anche in una piccola quantità di sangue.
I ricercatori hanno presentato il loro strumento innovativo alla conferenza di ingegneria in medicina e biologia di quest'anno. Quest'anno la conferenza si è svolta a Berlino, in Germania.
Rilevamento della sepsi in meno di 30 minuti
"Per una malattia acuta come la sepsi, che progredisce molto rapidamente e può essere pericolosa per la vita, è utile disporre di un sistema che misuri rapidamente questi biomarcatori non abbondanti", afferma il primo autore Dan Wu, uno studente di dottorato al MIT.
"Puoi anche monitorare frequentemente la malattia mentre progredisce", spiega.
Lo strumento diagnostico di Wu e colleghi è un dispositivo di microfluidica in grado di rilevare biomarcatori chiave in quantità estremamente ridotte di fluido corporeo. Questo particolare dispositivo utilizza microsfere “rivestite” di anticorpi.
Quando i ricercatori introducono un campione di sangue nel dispositivo utilizzando una pipetta, gli anticorpi si attaccano all'IL-6. Quindi, un'altra parte del dispositivo utilizza un elettrodo e le sfere che hanno catturato IL-6, emettendo un segnale elettrico per ciascuna sfera IL-6 che passa attraverso.
Ciò consente ai ricercatori di identificare a quale concentrazione la proteina è presente nel campione di sangue.
L'intero processo richiede solo circa 25 minuti e il dispositivo utilizza solo circa 5 microlitri di sangue, ovvero circa il 25% del volume totale di una goccia di sangue prelevata attraverso una puntura del dito.
Inoltre, il nuovo strumento è in grado di rilevare concentrazioni estremamente basse di IL-6 - fino a 16 picogrammi per millilitro, che è inferiore alla concentrazione del biomarcatore che indica la presenza di sepsi.
Ciò suggerisce che il dispositivo è molto sensibile alla presenza di biomarcatori chiave. Ancora più importante, gli scienziati sostengono che lo strumento innovativo è altamente adattabile e potrebbe essere impostato per rilevare altri biomarcatori della sepsi, come l'interleuchina-8, la proteina C-reattiva e la procalcitonina, tra gli altri.
I ricercatori non vedono motivo per cui, in futuro, altri non potrebbero adattare questo strumento allo screening anche per biomarcatori di altre condizioni.
"Questa è una piattaforma molto generale. Se desideri aumentare l'ingombro fisico del dispositivo, puoi ridimensionare e progettare più canali per rilevare tutti i biomarcatori che desideri ".
Dan Wu
