Пластырь с тест-полоской выявит малярию без анализа крови

Ученые из США разработали пластырь с микроиглами для иммунохроматографической диагностики инфекционных заболеваний. Подтверждение концепции провели на антигене малярийного плазмодия. В перспективе технология может использоваться в развивающихся странах.

Credit:
Jeff Fitlow/Rice University | Пресс-релиз

Большинство классических лабораторных методов диагностики инфекций требуют забора крови и дорогого оборудования. В развивающихся странах оборудование, чаще всего, отсутствует. Забор крови — болезненная процедура, кроме того, у некоторых племен существует табу на кровь. Ученые из Университета Райса разработали иммунохроматографическую систему, позволяющую проводить диагностику инфекционных заболеваний бескровно и без приборов.

Система основана на заборе межклеточной жидкости из дермы с помощью полимерных микроигл и представляет собой пластырь, несущий все компоненты для диагностики (устройство системы представлено на иллюстрации). Иглы длиной всего 750 нм организованы в площадку 4 на 4 на внутренней поверхности пластыря. После наклеивания системы на кожу иглы проникают в дерму и за счет поверхностного натяжения втягивают межклеточную жидкость, собирая ее на абсорбирующий материал. Размер и форма игл подобраны таким образом, чтобы болевые ощущения во время процедуры были минимальны.

Через 15 минут после наклеивания пластыря абсорбент собирает достаточное количество материала. В этот момент необходимо внести каплю физиологического раствора через специальное отверстие на лицевой стороне пластыря. Физраствор выполняет функцию буфера: он вымывает образец на тестовую полоску для иммунохроматографии.

Для доказательства концепции ученые использовали тест-полоску с антителами к белку малярийного плазмодия PfHRP2. В начале полоски находятся IgG к PfHRP2, помеченные наномолекулами золота. При прохождении образца через полоску PfHRP2 связывается с антителами и далее мигрирует к тестовой линии, содержащей IgM к PfHRP2, где осаждается и формирует красную полоску, свидетельствующую о позитивном результате теста. На контрольной линии находятся антимышиные антитела, которые при взаимодействии с образцом дают вторую красную полоску.

Работу системы проверили с помощью жидкости, имитирующей межклеточную, с различными концентрациями PfHRP2. Было показано, что чувствительность новой системы в три раза выше чувствительности существующих тестов для быстрой диагностики малярии. Кросс-реактивности с другими белковыми биомаркерами малярии не было.

В завершение ученые провели проверку концепции на свиной модели — кожа свиньи наиболее близка по характеристикам к человеческой. В кожу свиных кадавров вводили PfHRP2 или физраствор. Далее проводился тест с помощью новой системы. На кадаврах, которым был введен PfHRP2, был явно выражен положительный результат; при введении  физраствора результат был отрицательный.

Ученые считают, что благодаря комбинации простоты, низкой стоимости, быстроты анализа и отсутствия необходимости в заборе крови, новая тест-система имеет большой потенциал для использования в развивающихся странах.

Источник

Jiang, X., Lillehoj, P.B. // Microneedle-based skin patch for blood-free rapid diagnostic testing. // Microsyst Nanoeng 6, 96 (2020); DOI: 10.1038/s41378-020-00206-1

Добавить в избранное

Вам будет интересно