Forskare utvecklar point-of-care-anordning för att underlätta övervakning av ärftliga och metaboliska störningar i levern

Forskare utvecklar point-of-care-anordning för att underlätta övervakning av ärftliga och metaboliska störningar i levern

Ammonium är en biomarkör som används för att diagnostisera ett antal sällsynta ärftliga metabola störningar såsom ureacykeln. Ammonium är också användbart för att studera och övervaka olika hepatopatier (sjukdomar som påverkar leverns normala funktion) orsakade av konsumtion av alkohol eller andra droger, mediciner och andra miljöfaktorer.

Vid alla dessa sjukdomar produceras ett överskott av ammonium, vilket äventyrar patientens hälsa. Nivåer över 200 mikromol per liter blod anses vara allvarliga fall av hyperammonemi (hög koncentration av ammonium i blodet), vilket kan orsaka irreversibel skada på hjärnan och till och med leda till döden om nivåerna överstiger 500 mikromol per liter. Därför är tidig diagnos i realtid avgörande för att minimera effekten av en episod av hyperammonemi på neurologiska funktioner. För närvarande måste patienter med diagnosen störningar som inkluderar episoder av hyperammonemi regelbundet föras till sjukhuset, där ett blodprov tas, som sedan behöver behandlas och analyseras i laboratoriet.

Forskare från forskargruppen Sensors and Biosensors (GSB) vid Institutionen för kemi vid UAB har i samarbete med Sant Joan de Déu-sjukhuset och UPC utvecklat en point-of-care-analysator (POC) som övervakar nivån av ammonium i patientens blod med en decentraliserad metod vid vårdpunkten, istället för att skicka blodprover för analys till sjukhusutrustningslaboratorier. Den nya enheten syftar till att decentralisera blodammoniumbestämning och möjliggöra analys på mindre vårdcentraler med direkta blodmätningar och utan föregående behandling. Detta skulle innebära att antalet övervakningsplatser mångdubblas, processen förenklas och tiden som krävs för medicinska beslut minskar.

Att öka frekvensen av blodprover för att fastställa ammoniumnivåer är avgörande."

Mar Puyol, huvudforskare, UAB-forskare

Hon fortsätter: "Att minska överskottet av ammonium hos en patient med hyperammonemi görs genom att begränsa proteinintaget, använda läkemedel för att förbättra ammoniumutsöndringen och dialys och hemofiltrering i de mest akuta fallen, så att patientens utveckling fortskrider ju mer gynnsamt ju snabbare läkarna agerar, och detta kan uppnås genom att använda punkt-of-care analysatorer som vi har utvecklat."

Validering på sjukhuset

Bioteknik e-bok

Sammanställning av de bästa intervjuerna, artiklarna och nyheterna från det senaste året. Ladda ner en gratis kopia

Forskargruppen förbereder en prototyp som ska fungera semi-autonomt. När den är klar kommer enheten att mäta alla ammoniumprover som analyseras dagligen på Sant Joan de Déu-sjukhuset med den traditionella metoden och med den nya utrustningen utvecklad av forskare. Ändå varnar Puyol för att "hundratals prover kommer att krävas innan den slutliga prototypen av point-of-care-analysatorn valideras. Nästa steg blir sedan industrialiseringen av enheten för att få ut den på marknaden. Det finns fortfarande några faser för att nå detta scenario, men det förväntas att enheten kommer att bli ett ekonomiskt alternativ som kan underlätta övervakningen av sjukdomar även i leverländer."

Hur enheten fungerar

Enheten använder en mikrofluidisk plattform som inkluderar ett potentiometriskt detektionssystem och ett gasseparationsmembran. På detta sätt är det möjligt att automatiskt separera ammoniumet i form av ammoniak från resten av den komplexa blodmatrisen, vilket uppnår en selektiv detektering fri från alla andra typer av störningar. Detta garanterar en noggrann och exakt bestämning av ammoniumkoncentrationen i helblod och inte i plasma, vilket är den traditionella metoden för att analysera denna parameter.

Studien, som leds av forskarna Julián Alonso-Chamarro och Mar Puyol Bosch från Sensors and Biosensors Research Group vid den kemiska fakulteten vid UAB, är resultatet av ett proof-of-concept FoU-projekt (PDC2021-121558-I00) som genomförts i samarbete med forskarna Rafael Rose från Joan Dévier Hospital (SanhsJ Artuch) från Joan Déu. Biomedical Engineering Research Center (CREB) vid UPC. Denna studie involverar stöd och deltagande av Fundación PKU-OTM (Fenylketonuri och andra ärftliga metabola störningar). Valideringen av systemet kommer att utföras på sjukhuset Sant Joan de Déu i Barcelona.

Källa:

Barcelonas autonoma universitet

.