Biomedicinski inženjer WVU-a dobit će 1,2 milijuna dolara za poboljšanje ranog otkrivanja infekcija koje prenose krpelji

Biomedicinski inženjer WVU-a dobit će 1,2 milijuna dolara za poboljšanje ranog otkrivanja infekcija koje prenose krpelji

Tim predvođen biomedicinskim inženjerom Sveučilišta West Virginia radi na preispitivanju načina na koji medicinski stručnjaci dijagnosticiraju infekcije koje prenose krpelji poput lajmske bolesti.

Soumya Srivastava, asistentica na Sveučilištu Benjamin M. Statler za inženjerstvo i mineralne resurse, razvija alat koji brže otkriva bolesti koje prenose krpelji pomoću uzorka krvi na jednom čipu. Srivastavin model ima za cilj otkriti bolest unutar jednog do dva tjedna od pojave infekcije, dok se postojeći pristupi oslanjaju na upitnik temeljen na simptomima - koji može pitati ima li osoba temperaturu ili osip - i testove koji su pouzdani samo nekoliko tjedana nakon infekcije.

Srivastavin projekt nedavno je dobio 1,2 milijuna dolara kao zajednička inicijativa Nacionalne zaklade za znanost i Nacionalnog instituta za zdravlje.

Uzročnici bolesti koje prenose krpelji mogu se prenijeti na ljude ugrizom zaraženih krpelja. Ovi krpelji mogu prenositi bakterije, viruse ili parazite. Srivastavini napori mogli bi proizvesti prijeko potreban alat u borbi protiv bolesti koje prenose krpelji, a koje su u porastu posljednjih godina. Sada ima oko 30 000 slučajeva lajmske bolesti godišnje u SAD-u, u odnosu na 22 000 u 2010., prema Centrima za kontrolu i prevenciju bolesti.

Bolesti koje prenose krpelji mogu uzrokovati ozbiljan morbiditet i smrtnost i značajno su porasle u Sjedinjenim Državama u posljednjih 15 do 20 godina. Ovaj će projekt stvoriti brzi, osjetljivi dijagnostički alat bez naljepnica za poboljšanje ranog otkrivanja i njihovih koinfekcija kako bi se smanjile komplikacije i smrtni slučajevi od nedijagnosticiranih i kasno dijagnosticiranih bolesti.”

Soumya Srivastava, docentica, Benjamin M. Statler College of Engineering and Mineral Resources

Srivastavino istraživanje uključivat će interdisciplinarnu upotrebu mikrofluidike, senzora i strojnog učenja. Ovi čimbenici omogućit će poboljšanu dijagnozu infekcija koje prenose krpelji putem neinvazivnog, pristupačnog, brzog i korisniku jednostavnog alata.

Nakon uzimanja uzorka krvi od pacijenta, uređaj analizira stanice. Sve stanice imaju skup dielektričnih svojstava, kao što su permitivnost i vodljivost, koja su jedinstvena za staničnu membranu i staničnu citoplazmu, objasnio je Srivastava. Ta svojstva uvelike ovise o stanju stanice, primjerice o tome je li normalna ili abnormalna.

Jedinstvena svojstva ovise o obliku i veličini stanice; ako je membrana hrapava, glatka ili curi; i što se događa unutar stanice.

"U osnovi, mi mjerimo ta svojstva na našem mikrofluidnom čipu," rekla je, "a električni signal koji dolazi iz senzora pomoći će nam odrediti postoji li infekcija ili ne. Ova tehnika je poznata kao dielektroforeza."

Čim nekoliko kapi krvi uđe u uređaj, razvrstavaju se pomoću električnog polja prema stanju, veličini i obliku stanica. Razvrstane ćelije imat će osnovnu vrijednost kapacitivnosti koju će prikazati senzor, a to će nam omogućiti da zaključimo o vrsti infekcije, rekao je Srivastava.

"Strojno učenje koristit će se kako bi ovaj alat bio robustan i osjetljiv, otkrivajući višestruke infekcije u roku od nekoliko minuta."

Ono što projekt čini još jedinstvenijim je njegova sposobnost da istovremeno i na vrijeme otkrije više infekcija koje prenose krpelji.

"Osim toga, naša platforma će neinvazivno otkriti anaplazmozu, babeziozu i lajmsku bolest u ranoj fazi, u usporedbi s drugim dostupnim tehnikama koje testiraju četiri do šest tjedana nakon razvoja infekcije", rekao je Srivastava. "Većina trenutno dostupnih testova temelji se na simptomima i simptomi se pojavljuju četiri do šest tjedana nakon uboda krpelja. Naša platforma može rano otkriti ove bolesti pomoću prijenosnog dijagnostičkog alata unutar jednog do dva tjedna i za manje od 30 minuta. Ako bude uspješna, ovo." Alat može biti koristan za razne zdravstvene primjene izvan bolesti koje prenose krpelji.

"Brzo otkrivanje moglo bi smanjiti rizik od hospitalizacija i posjeta liječniku te spriječiti da se bolest razvije u kronično, doživotno stanje."

Izvor:

Sveučilište Zapadne Virginije

.