Forskere utvikler punkt-of-care-enhet for å lette overvåking av arvelige og levermetabolske forstyrrelser

Forskere utvikler punkt-of-care-enhet for å lette overvåking av arvelige og levermetabolske forstyrrelser

Ammonium er en biomarkør som brukes til å diagnostisere en rekke sjeldne, arvelige metabolske lidelser som ureasyklus. Ammonium er også nyttig for å studere og overvåke ulike hepatopatier (sykdommer som påvirker normal funksjon av leveren) forårsaket av inntak av alkohol eller andre rusmidler, medisiner og andre miljøfaktorer.

Ved alle disse sykdommene produseres et overskudd av ammonium, som setter pasientens helse i fare. Nivåer over 200 mikromol per liter blod regnes som alvorlige tilfeller av hyperammonemi (høy konsentrasjon av ammonium i blodet), som kan forårsake irreversibel skade på hjernen og til og med føre til død hvis nivåene overstiger 500 mikromol per liter. Derfor er tidlig sanntidsdiagnose avgjørende for å minimere virkningen av en episode med hyperammonemi på nevrologiske funksjoner. Foreløpig må pasienter diagnostisert med lidelser som inkluderer episoder med hyperammonemi regelmessig tas til sykehuset, hvor det tas en blodprøve, som deretter må behandles og analyseres i laboratoriet.

Forskere fra Sensors and Biosensors (GSB) forskningsgruppe ved Institutt for kjemi ved UAB har i samarbeid med Sant Joan de Déu Hospital og UPC utviklet en point-of-care (POC) analysator som overvåker nivået av ammonium i pasientens blod ved hjelp av en desentralisert metode ved behandlingspunktet, i stedet for å sende blodprøver for analyse til sykehusutstyrslaboratorier. Den nye enheten har som mål å desentralisere blodammoniumbestemmelse og muliggjøre analyser i mindre helsestasjoner med direkte blodmålinger og uten forutgående behandling. Dette vil bety å multiplisere antall overvåkingssteder, forenkle prosessen og redusere tiden som kreves for medisinske beslutninger.

Å øke frekvensen av blodprøver for å bestemme ammoniumnivåer er kritisk."

Mar Puyol, hovedetterforsker, UAB-forsker

Hun fortsetter: «Å redusere overskuddet av ammonium hos en pasient med hyperammonemi utføres ved å begrense proteininntaket, bruke medikamenter for å forbedre ammoniumutskillelsen og dialyse og hemofiltrering i de mest akutte tilfellene, slik at pasientens utvikling skrider frem jo gunstigere jo raskere legene handler, og dette kan oppnås gjennom bruk av punktanalysatorer som den vi har utviklet.»

Validering på sykehus

Bioteknologi eBok

Sammenstilling av de beste intervjuene, artikler og nyheter fra det siste året. Last ned en gratis kopi

Forskerteamet utarbeider en prototype som skal fungere semi-autonomt. Når den er ferdig, vil enheten måle alle ammoniumprøvene som analyseres daglig ved Sant Joan de Déu sykehus ved bruk av den tradisjonelle metoden og med det nye utstyret utviklet av forskere. Ikke desto mindre advarer Puyol om at "hundrevis av prøver vil kreves før den endelige prototypen av point-of-care-analysatoren er validert. Neste trinn vil da være industrialiseringen av enheten for å bringe den ut på markedet. Det er fortsatt noen få faser for å nå dette scenariet, men det forventes at enheten vil bli et økonomisk alternativ som kan lette overvåking av sykdommer også i leverland."

Hvordan enheten fungerer

Enheten bruker en mikrofluidisk plattform som inkluderer et potensiometrisk deteksjonssystem og en gasseparasjonsmembran. På denne måten er det mulig å automatisk separere ammoniummet i form av ammoniakk fra resten av den komplekse blodmatrisen, og oppnå en selektiv deteksjon fri for andre typer interferens. Dette garanterer en nøyaktig og presis bestemmelse av ammoniumkonsentrasjonen i fullblod og ikke i plasma, som er den tradisjonelle metoden for å analysere denne parameteren.

Studien, ledet av forskerne Julián Alonso-Chamarro og Mar Puyol Bosch fra Sensors and Biosensors Research Group ved Det kjemiske fakultetet ved UAB, er resultatet av et proof-of-concept FoU-prosjekt (PDC2021-121558-I00) utført i samarbeid med forskerne Rafael Rosen fra JahsJ Artuch fra sykehuset JahsJ Artuch fra Joan Déuvier (Déu). Biomedical Engineering Research Center (CREB) ved UPC. Denne studien involverer støtte og deltakelse av Fundación PKU-OTM (Fenylketonuri og andre arvelige metabolske forstyrrelser). Valideringen av systemet vil bli utført på Hospital Sant Joan de Déu i Barcelona.

Kilde:

Det autonome universitetet i Barcelona

.