Forskere udvikler point-of-care-anordning til at lette overvågning af arvelige og levermetaboliske lidelser

Forskere udvikler point-of-care-anordning til at lette overvågning af arvelige og levermetaboliske lidelser

Ammonium er en biomarkør, der bruges til at diagnosticere en række sjældne arvelige metaboliske lidelser såsom urinstofcyklus. Ammonium er også nyttigt til at studere og overvåge forskellige hepatopatier (sygdomme, der påvirker leverens normale funktion) forårsaget af indtagelse af alkohol eller andre stoffer, medicin og andre miljøfaktorer.

Ved alle disse sygdomme produceres der et overskud af ammonium, som bringer patientens helbred i fare. Niveauer over 200 mikromol pr. liter blod betragtes som alvorlige tilfælde af hyperammonæmi (høj koncentration af ammonium i blodet), som kan forårsage irreversibel skade på hjernen og endda føre til døden, hvis niveauet overstiger 500 mikromol pr. liter. Derfor er tidlig diagnose i realtid afgørende for at minimere virkningen af ​​en episode af hyperammonæmi på neurologiske funktioner. I øjeblikket skal patienter diagnosticeret med lidelser, der omfatter episoder med hyperammonæmi, regelmæssigt tages på hospitalet, hvor der tages en blodprøve, som derefter skal behandles og analyseres i laboratoriet.

Forskere fra forskergruppen Sensorer og Biosensorer (GSB) under Kemiafdelingen på UAB har i samarbejde med Sant Joan de Déu Hospitalet og UPC udviklet en point-of-care (POC) analysator, der overvåger niveauet af ammonium i patientens blod ved hjælp af en decentral metode på behandlingsstedet, i stedet for at sende blodprøver til analyse til hospitalsudstyrslaboratorier. Den nye enhed har til formål at decentralisere blodammoniumbestemmelse og muliggøre analyse i mindre sundhedscentre med direkte blodmålinger og uden forudgående behandling. Dette ville betyde at multiplicere antallet af overvågningssteder, forenkle processen og reducere den tid, der kræves til medicinske beslutninger.

Det er afgørende at øge hyppigheden af ​​blodprøver for at bestemme ammoniumniveauer."

Mar Puyol, hovedforsker, UAB-forsker

Hun fortsætter: "Reduktion af overskuddet af ammonium hos en patient med hyperammonæmi udføres ved at begrænse proteinindtaget, bruge lægemidler til at forbedre ammoniumudskillelsen og dialyse og hæmofiltration i de mest akutte tilfælde, så patientens udvikling skrider frem, jo ​​mere gunstigt, jo hurtigere lægerne handler, og dette kan opnås ved brug af en point-of-care-analysator, som vi har udviklet."

Validering på hospitalet

Bioteknologi e-bog

Samling af de bedste interviews, artikler og nyheder fra det sidste år. Download en gratis kopi

Forskerholdet er ved at udarbejde en prototype, der skal fungere semi-autonomt. Når det er færdigt, vil enheden måle alle ammoniumprøver, der analyseres dagligt på Sant Joan de Déu Hospital, ved hjælp af den traditionelle metode og med det nye udstyr udviklet af forskere. Ikke desto mindre advarer Puyol om, at "hundredevis af prøver vil kræves, før den endelige prototype af point-of-care analysatoren er valideret. Næste trin vil så være industrialiseringen af ​​enheden for at bringe den på markedet. Der er stadig et par faser til at nå dette scenarie, men det forventes, at enheden vil blive et økonomisk alternativ, der kan lette overvågningen af ​​sygdomme også i udviklingslande."

Hvordan enheden fungerer

Enheden bruger en mikrofluidisk platform, der inkluderer et potentiometrisk detektionssystem og en gasseparationsmembran. På denne måde er det muligt automatisk at adskille ammoniummet i form af ammoniak fra resten af ​​den komplekse blodmatrix, hvorved der opnås en selektiv detektion fri for enhver anden interferens. Dette garanterer en nøjagtig og præcis bestemmelse af ammoniumkoncentrationen i fuldblod og ikke i plasma, som er den traditionelle metode til at analysere denne parameter.

Undersøgelsen, ledet af forskerne Julián Alonso-Chamarro og Mar Puyol Bosch fra Sensors and Biosensors Research Group ved Det Kemiske Fakultet ved UAB, er resultatet af et proof-of-concept R&D&I-projekt (PDC2021-121558-I00) udført i samarbejde med forskerne Rafael Rose, JahsJ Artuch fra Hospitalet JahsJ Artuch fra Joan Déuvier, Hospitalet (PDC2021-121558-I00). Biomedicinsk ingeniørforskningscenter (CREB) under UPC. Denne undersøgelse involverer støtte og deltagelse af Fundación PKU-OTM (Phenylketonuri og andre arvelige metaboliske lidelser). Valideringen af ​​systemet vil blive udført på Hospital Sant Joan de Déu i Barcelona.

Kilde:

Barcelonas autonome universitet

.