A WVU orvosbiológiai mérnöke 1,2 millió dollárt kap a kullancs által terjesztett fertőzések korai felismerésének javítására

A WVU orvosbiológiai mérnöke 1,2 millió dollárt kap a kullancs által terjesztett fertőzések korai felismerésének javítására

A Nyugat-Virginia Egyetem orvosbiológiai mérnöke által vezetett csapat azon dolgozik, hogy újragondolja és újragondolja azt, ahogyan az egészségügyi szakemberek diagnosztizálják a kullancsok által terjesztett fertőzéseket, például a Lyme-kórt.

Soumya Srivastava, a Benjamin M. Statler Műszaki és Ásványi Erőforrások Főiskola adjunktusa olyan eszközt fejleszt, amely egyetlen chipen lévő vérminta segítségével gyorsabban észleli a kullancsok által terjesztett betegségeket. Srivastava modelljének célja a betegség kimutatása a fertőzés megjelenését követő egy-két héten belül, míg a jelenlegi megközelítések tüneti alapú kérdőívre támaszkodnak – amely megkérdezheti, hogy az embernek láza van-e vagy kiütése van – és olyan tesztekre, amelyek csak a fertőzés után néhány héttel megbízhatóak.

Srivastava projektjét a közelmúltban 1,2 millió dollárral jutalmazták a National Science Foundation és a National Institutes of Health közös kezdeményezéseként.

A kullancsok által terjesztett kórokozók a fertőzött kullancsok harapása révén juthatnak át az emberre. Ezek a kullancsok baktériumokat, vírusokat vagy parazitákat terjeszthetnek. Srivastava erőfeszítései nagyon szükséges eszközt hozhatnak létre a kullancsok által terjesztett betegségek elleni küzdelemben, amelyek az elmúlt években felszaporodtak. A Centers for Disease Control and Prevention adatai szerint jelenleg mintegy 30 000 Lyme-kóros eset fordul elő az Egyesült Államokban, szemben a 2010-es 22 000-rel.

A kullancsok által terjesztett betegségek súlyos morbiditást és halálozást okozhatnak, és az elmúlt 15-20 évben jelentősen megnőttek az Egyesült Államokban. Ez a projekt egy gyors, érzékeny és címkementes diagnosztikai eszközt hoz létre a korai felismerés és a társfertőzések javítása érdekében, hogy csökkentse a nem diagnosztizált és későn diagnosztizált betegségekből eredő szövődményeket és halálozást.”

Soumya Srivastava, adjunktus, Benjamin M. Statler Műszaki és Ásványi Erőforrások Főiskola

Srivastava kutatásai a mikrofluidika, a szenzorok és a gépi tanulás interdiszciplináris felhasználásával foglalkoznak majd. Ezek a tényezők lehetővé teszik a kullancsok által terjesztett fertőzések jobb diagnosztizálását egy nem invazív, megfizethető, gyors és felhasználóbarát eszközzel.

A pácienstől vérminta vétele után a készülék elemzi a sejteket. Srivastava magyarázta, hogy minden sejtnek olyan dielektromos tulajdonságai vannak, mint például a permittivitás és a vezetőképesség, amelyek egyediek a sejtmembránra és a sejt citoplazmájára. Ezek a tulajdonságok nagymértékben függnek a sejt állapotától, például attól, hogy az normális vagy abnormális-e.

Az egyedi tulajdonságok a sejt alakjától és méretétől függenek; ha a membrán érdes, sima vagy szivárog; és mi történik a sejt belsejében.

"Alapvetően ezeket a tulajdonságokat a mikrofluidikus chipünkön mérjük" - mondta -, és az érzékelőtől érkező elektromos jel segít meghatározni, hogy van-e fertőzés vagy sem. Ezt a technikát dielektroforézisnek nevezik.

Amint néhány csepp vér bekerül a készülékbe, elektromos térrel szétválogatják azokat a sejtek állapota, mérete és alakja szerint. A szétválogatott celláknak lesz egy alapkapacitási értéke, amelyet az érzékelő jelenít meg, és ez lehetővé teszi számunkra, hogy következtessünk a fertőzés típusára – mondta Srivastava.

„Gépi tanulást fogunk használni, hogy ezt az eszközt robusztussá és érzékennyé tegyük, és perceken belül több fertőzést is észleljen.”

A projektet az teszi még egyedibbé, hogy egyszerre és időben több kullancs által terjesztett fertőzést is képes észlelni.

"Ezenkívül a platformunk nem invazív módon az anaplazmózist, a babeziózist és a Lyme-kórt korai stádiumban észleli, összehasonlítva a többi rendelkezésre álló technikával, amelyek a fertőzés kialakulása után négy-hat héttel tesztelik" - mondta Srivastava. "A legtöbb jelenleg rendelkezésre álló teszt tünetalapú, és a tünetek négy-hat héttel a kullancscsípés után jelentkeznek. Platformunk egy-két héten belül, de kevesebb mint 30 percen belül képes korán felismerni ezeket a betegségeket egy hordozható diagnosztikai eszköz segítségével. Ha sikeres, akkor ez." Az eszköz a kullancsok által terjesztett betegségeken kívül számos egészségügyi alkalmazásban hasznos lehet.

"A gyors felismerés csökkentheti a kórházi kezelések és az orvoslátogatások kockázatát, és megakadályozhatja, hogy a betegség krónikus, élethosszig tartó állapottá fejlődjön."

Forrás:

Nyugat-Virginia Egyetem

.