WVU biomedicīnas inženieris saņems 1,2 miljonus ASV dolāru, lai uzlabotu ērču pārnēsātu infekciju agrīnu atklāšanu

WVU biomedicīnas inženieris saņems 1,2 miljonus ASV dolāru, lai uzlabotu ērču pārnēsātu infekciju agrīnu atklāšanu

Rietumvirdžīnijas universitātes biomedicīnas inženiera vadītā komanda strādā, lai pārdomātu un pārdomātu veidu, kā medicīnas speciālisti diagnosticē ērču pārnēsātas infekcijas, piemēram, Laima slimību.

Soumya Srivastava, Bendžamina M. Statlera inženierzinātņu un minerālresursu koledžas docente, izstrādā rīku, kas ātrāk nosaka ērču pārnēsātas slimības, izmantojot asins paraugu vienā mikroshēmā. Srivastava modeļa mērķis ir atklāt slimību vienas līdz divu nedēļu laikā pēc infekcijas parādīšanās, savukārt esošās pieejas balstās uz simptomiem balstītu anketu, kurā var jautāt, vai cilvēkam ir drudzis vai izsitumi, un testiem, kas ir ticami tikai dažas nedēļas pēc inficēšanās.

Srivastava projektam nesen tika piešķirti 1,2 miljoni ASV dolāru kā Nacionālā zinātnes fonda un Nacionālo veselības institūtu kopīga iniciatīva.

Ērču pārnēsātie patogēni var tikt pārnesti uz cilvēkiem ar inficētu ērču kodumu. Šīs ērces var pārnēsāt baktērijas, vīrusus vai parazītus. Šrivastavas centieni varētu radīt ļoti nepieciešamo līdzekli cīņā pret ērču pārnēsātām slimībām, kuru skaits pēdējos gados ir strauji pieaudzis. Saskaņā ar Slimību kontroles un profilakses centru datiem ASV katru gadu ir aptuveni 30 000 Laima slimības gadījumu, salīdzinot ar 22 000 2010. gadā.

Ērču pārnēsātās slimības var izraisīt nopietnu saslimstību un mirstību, un pēdējo 15 līdz 20 gadu laikā tās ir ievērojami palielinājušās Amerikas Savienotajās Valstīs. Šis projekts radīs ātru, jutīgu un bez etiķetēm aprīkotu diagnostikas rīku, lai uzlabotu agrīnu atklāšanu un to blakusinfekcijas, lai samazinātu komplikācijas un nāves gadījumus no nediagnosticētām un novēloti diagnosticētām slimībām.

Soumya Srivastava, docente, Bendžamina M. Statlera inženierzinātņu un minerālresursu koledža

Srivastava pētījumi ietvers starpdisciplināru mikrofluidikas, sensoru un mašīnmācības izmantošanu. Šie faktori ļaus uzlabot ērču pārnēsātu infekciju diagnostiku, izmantojot neinvazīvu, pieejamu, ātru un lietotājam draudzīgu rīku.

Pēc asins parauga ņemšanas no pacienta ierīce analizē šūnas. Visām šūnām ir virkne dielektrisku īpašību, piemēram, caurlaidības un vadītspējas, kas ir unikālas šūnu membrānai un šūnu citoplazmai, skaidroja Srivastava. Šīs īpašības lielā mērā ir atkarīgas no šūnas stāvokļa, piemēram, vai tā ir normāla vai patoloģiska.

Unikālās īpašības ir atkarīgas no šūnas formas un izmēra; ja membrāna ir raupja, gluda vai sūca; un kas notiek šūnā.

"Būtībā mēs izmērām šīs īpašības mūsu mikrofluidiskajā mikroshēmā," viņa teica, "un elektriskais signāls, kas nāk no sensora, palīdzēs mums noteikt, vai ir infekcija vai nē. Šī metode ir pazīstama kā dielektroforēze."

Tiklīdz ierīcē nonāk daži asins pilieni, tie tiek sakārtoti elektriskā lauka ietekmē atbilstoši šūnu stāvoklim, izmēram un formai. Sašķirotajām šūnām būs bāzes kapacitātes vērtība, ko parādīs sensors, un tas ļaus mums secināt infekcijas veidu, sacīja Srivastava.

"Tiks izmantota mašīnmācīšanās, lai padarītu šo rīku stabilu un jutīgu, dažu minūšu laikā atklājot vairākas infekcijas."

Projektu vēl unikālāku padara tā spēja vienlaikus un savlaicīgi atklāt vairākas ērču pārnēsātas infekcijas.

"Turklāt mūsu platforma neinvazīvi noteiks anaplazmozi, babeziozi un Laima slimību agrīnā stadijā, salīdzinot ar citām pieejamajām metodēm, kuras pārbauda četras līdz sešas nedēļas pēc infekcijas attīstības," sacīja Srivastava. "Lielākā daļa pašlaik pieejamo testu ir balstīti uz simptomiem, un simptomi parādās četras līdz sešas nedēļas pēc ērces koduma. Mūsu platforma var noteikt šīs slimības agrīni, izmantojot pārnēsājamu diagnostikas rīku vienas līdz divu nedēļu laikā un mazāk nekā 30 minūšu laikā. Ja tas izdodas, tas." Šis rīks var būt noderīgs dažādiem veselības lietojumiem, ne tikai ērču pārnēsātām slimībām.

"Ātra atklāšana varētu samazināt hospitalizācijas un ārsta apmeklējumu risku un novērst slimības attīstību hroniskā, mūža garumā."

Avots:

Rietumvirdžīnijas universitāte

.