Тест-система выявляет биомаркер лекарственного поражения печени всего за полчаса

Передозировка парацетамолом — наиболее распространенная причина острой печеночной недостаточности. Смертность при таком отравлении составляет 30–35%, еще около 30% пациентов проходят пересадку печени, что влечет за собой пожизненное медикаментозное лечение и возможные осложнения. Лечение передозировки антидотом ацетилцистеином высокоэффективно, но в течение восьми часов после отравления — спустя 20 часов антидот практически не оказывает эффекта. Своевременное лечение затрудняется тем, что диагностические тесты требуют оборудования, которое обычно установлено только в центральной лаборатории медучреждения. Это приводит к длительной задержке между отбором образцов от пациента и получением результата. Ученые из Великобритании представили систему для диагностики лекарственно-индуцированной печеночной недостаточности (DILI), позволяющую проводить анализ непосредственно в месте оказания помощи (point-of-care) и получать результаты в течение 30 минут.

В качестве биомаркера повреждения печени ученые выбрали цитокератин-18 (К18) — его специфичность и чувствительность уже подтвердилась в ряде клинических исследований. Разработанная система основана на сочетании иммунохроматографического анализа и рамановскую спектроскопию (surface-enhanced Raman scattering, SERS), которая оценивает изменения в длине волны отраженного образцом света. SERS позволяет выявлять даже малые количества молекул-репортеров, а также замерять их концентрацию. Конструкция напоминает экспресс-тест на SARS-CoV-2 — она состоит из напечатанного на 3D принтере корпуса с тест-полоской внутри. После внесения в приемный резервуар образец начинает двигаться по полоске и проходит через нанесенные на нее маркеры. Маркер состоит из золотых наночастиц, которые покрыты рамановским репортером 4,4′-дипиридилом и заключены в оболочку из диоксида кремния, несущую антитела к K18. Далее на полоске нанесена линия из антител к K18, которые захватывают сформировавшиеся комплексы, что формирует тестовую линию. Далее систему помещают в специально созданный компактный рамановский спектроскоп, подключенный к ноутбуку, который проводит SERS анализ. Спектроскопы оснащены слабым лазером, полностью заключенным в корпус, что позволяет свободно применять систему в местах оказания помощи.

После составления калибрационных кривых для концентраций K18 в диапазоне 0–750 нг/мл авторы провели два тестирования системы (до и после доработки конструкции спектроскопа) на 99 и 100 пациентах. Оба тестирования проводили вслепую, и медиана концентрации K18 значимо отличалась между пациентами с DILI и без — 161,0 против 41,0 нг/мл в первом и 146,2 против 41,3 нг/мл во втором исследовании. Разграничение групп по концентрации K18 в 91 нг/мл в первом исследовании и 132 нг/мл во втором позволило достичь специфичности анализа в 94% и чувствительности в 82%. Визуальное считывание результатов по референсным изображениям позволило достичь чувствительности в 96,7% и специфичности в 58,8%.

Авторы считают, что систему быстрой диагностики DILI, созданную на базе представленной платформы, можно внедрить в систему здравоохранения, чтобы снизить затраты и повысить уровень оказания медицинской помощи.

Автономный чип выявляет туберкулезную палочку у ВИЧ-положительных людей лучше стандартного анализа