Новое устройство, которое умещается на столе, может диагностировать малярийную инфекцию путём обнаружения побочного продукта жизнедеятельности паразита в крови. Если техника пройдёт полевые испытания, то её будут использовать для диагностирования заболевания в отдалённых районах, где обычное оборудование не всегда доступно.
Стандартная методика диагностики инфекции основывается на выявлении малярийного плазмодия (Plasmodium falciparum) — паразита, вызывающего заболевание, в образце крови пациента с помощью микроскопа. Этот метод требует участия квалифицированного специалиста и во многом зависит от человеческого фактора. Другие доступные методы не являются широко распространёнными и, как правило, достаточно дороги — их нецелесообразно использовать в развивающихся странах.
Сингапурский биолог Дзонйоон Хан (Jongyoon Han) и его коллеги разработали диагностический тест, который позволяет избежать многие из этих проблем. Их методу достаточно крошечной капли крови (около 10 микролитров), а диагноз можно поставить в течение нескольких минут.
Когда P. falciparum вторгается в красные кровяные клетки и начинает питаться их содержимым, гемоглобин разрушается на аминокислоты и геммы — химические соединения, содержащие железо. Свободный гем является токсичным, так как паразит быстро преобразует его в нерастворимый кристалл — гемозоин (hemozoin).
"Кристаллы гемозоина ведут себя как маленькие магниты, – объясняет Хан. – Мы использовали технологию магнитно-резонансной релаксометрии (relaxometry) для обнаружения магнитного сигнала гемозоина в образцах крови человека, инфицированного P. falciparum, а также в пробах, взятых у мышей, инфицированных Plasmodium berghei — животным аналогом заболевания".
Магнитно-резонансная релаксометрия является одним из видов ядерного магнитного резонанса (ЯМР), часто используемого про химическом анализе. ЯМР-аппараты, как известно, достаточно громоздкие, но в последние годы исследователи всё-таки смогли уменьшить их до размера, позволяющего уместить устройство на столе.
Ещё одним важным достижением команды Хана является то, что команда медиков с помощью новой методики может обнаружить гемозоин непосредственно в образце крови без предварительной обработки его в лаборатории. То есть все анализы можно провести хоть в чистом поле.
"Технология обнаруживает P. falciparum, если его концентрация в крови составляет 10 инфицированных клеток на микролитр, – рассказывает соавтор исследования профессор Питер Прейсер (Peter Preiser), паразитолог из Наньянского технологического университета в Сингапуре. – Обычная техника микроскопии обнаруживает паразита лишь в концентрациях 50 клеток на микролитр или даже выше, то есть тогда, когда клинические симптомы уже проявились".
Однако несмотря на то, что производительность техники, кажется, лучше, чем у обычной микроскопии, необходимо также сравнить её эффективность с другими диагностическими тестами и провести больше испытаний с участием реальных пациентов.
В настоящий момент исследователи планируют запустить компанию по сбору средств, которая поможет сделать эту технологию доступной по низкой цене. Команда собирается провести полевые испытания в Юго-Восточной Азии, а также изучает устройства питания на солнечной энергии. Они могут пригодится для работы устройства в бедных сельских районах.
С подробностями проведённой работы можно ознакомиться в журнале Nature Medicine.
Также по теме:
Микроскоп из бумаги поможет снизить смертность от малярии
Новая вакцина от малярии для детей прошла испытания на мышах
Энтомологи придумали, как сделать людей непривлекательными для комаров
Переносчики малярии манипулируют запахом жертвы
Малярийных комаров заставили отказаться от самок
