Výzkumníci vyvíjejí zařízení point-of-care pro usnadnění sledování dědičných a jaterních metabolických poruch

Výzkumníci vyvíjejí zařízení point-of-care pro usnadnění sledování dědičných a jaterních metabolických poruch

Amonium je biomarker používaný k diagnostice řady vzácných dědičných metabolických poruch, jako je močovinový cyklus. Amonium je také užitečné při studiu a sledování různých hepatopatií (onemocnění, která ovlivňují normální činnost jater) způsobených konzumací alkoholu nebo jiných drog, léků a dalších faktorů životního prostředí.

U všech těchto onemocnění vzniká nadbytek amonia, který ohrožuje zdraví pacienta. Hladiny nad 200 mikromolů na litr krve jsou považovány za závažné případy hyperamonémie (vysoká koncentrace amonia v krvi), která může způsobit nevratné poškození mozku a dokonce vést ke smrti, pokud hladiny překročí 500 mikromolů na litr. Proto je včasná diagnostika v reálném čase zásadní pro minimalizaci dopadu epizody hyperamonémie na neurologické funkce. V současné době musí být pacienti s diagnostikovanými poruchami, které zahrnují epizody hyperamonémie, pravidelně převáženi do nemocnice, kde je odebrán vzorek krve, který je následně třeba léčit a analyzovat v laboratoři.

Výzkumníci z výzkumné skupiny Sensors and Biosensors (GSB) Ústavu chemie na UAB ve spolupráci s nemocnicí Sant Joan de Déu a UPC vyvinuli analyzátor v místě péče (POC), který monitoruje hladinu amonia v krvi pacienta pomocí decentralizované metody v místě péče, namísto odesílání vzorků krve do nemocnice, kde se používají tradiční laboratorní vzorky pro analýzu krve. Cílem nového zařízení je decentralizovat stanovení amonia v krvi a umožnit analýzu v menších zdravotních střediscích s přímým měřením krve a bez předchozí léčby. To by znamenalo znásobit počet monitorovacích míst, zjednodušit proces a zkrátit dobu potřebnou pro lékařská rozhodnutí.

Zvýšení frekvence krevních testů pro stanovení hladin amonia je kritické."

Mar Puyol, hlavní řešitel, výzkumník UAB

Pokračuje: „Snížení nadbytku amonia u pacienta s hyperamonémií se provádí omezením příjmu bílkovin, užíváním léků ke zlepšení vylučování amonia a dialýzy a hemofiltrace v nejakutnějších případech, takže vývoj pacienta postupuje tím příznivěji, čím rychleji lékaři jednají, a toho lze dosáhnout použitím analyzátorů v místě péče, jako je ten, který jsme vyvinuli.“

Validace v nemocnici

Elektronická kniha o biotechnologiích

Kompilace top rozhovorů, článků a novinek za poslední rok. Stáhněte si bezplatnou kopii

Výzkumný tým připravuje prototyp, který bude fungovat poloautonomně. Po dokončení bude zařízení měřit všechny vzorky amonia analyzované denně v nemocnici Sant Joan de Déu pomocí tradiční metody a pomocí nového vybavení vyvinutého výzkumníky. Puyol nicméně varuje, že "budou zapotřebí stovky vzorků, než bude validován konečný prototyp analyzátoru v místě péče. Další fází bude industrializace zařízení za účelem jeho uvedení na trh. K dosažení tohoto scénáře zbývá ještě několik fází, ale očekává se, že se zařízení stane ekonomickou alternativou, která může usnadnit monitorování jaterních onemocnění také v rozvojových zemích."

Jak zařízení funguje

Zařízení využívá mikrofluidní platformu, která zahrnuje potenciometrický detekční systém a membránu pro separaci plynů. Tímto způsobem je možné automaticky oddělit amonium ve formě amoniaku od zbytku komplexní krevní matrice, čímž se dosáhne selektivní detekce bez jakýchkoliv jiných typů interference. To zaručuje přesné a přesné stanovení koncentrace amonia v plné krvi a nikoli v plazmě, což je tradiční metoda analýzy tohoto parametru.

Studie, kterou vedli výzkumníci Julián Alonso-Chamarro a Mar Puyol Bosch z výzkumné skupiny Sensors and Biosensors Fakulty chemické UAB, je výsledkem projektu R&D&I (PDC2021-121558-I00) realizovaného ve spolupráci s výzkumníky Rafaelem D. Jovieranem de Rosell a Javierem D. Artuchem z Rosell Hospital Výzkumné centrum biomedicínského inženýrství (CREB) UPC. Tato studie zahrnuje podporu a účast Fundación PKU-OTM (Fenylketonurie a jiné dědičné metabolické poruchy). Validace systému bude provedena v nemocnici Sant Joan de Déu v Barceloně.

Zdroj:

Autonomní univerzita v Barceloně

.