新しいデバイスは、一滴未満の血液で敗血症を診断する可能性があります

敗血症は、体が感染に対して極端な反応を示すときに発生します。反応は非常に深刻であるため、臓器不全や死を引き起こす可能性があります。ただし、新しい診断ツールを使用すると、少量の血液中の敗血症バイオマーカーをすばやく特定できる可能性があります。

新しいツールは、敗血症を診断するためにほんの少しの血液を必要とします。

世界保健機関(WHO)によると、毎年、敗血症は世界中で3,000万人以上に影響を及ぼしています。

敗血症はまた、毎年約600万人の死亡につながる可能性があります。

敗血症が敗血症性ショック(早期死亡の可能性を高める合併症)に発展するのを防ぐために、医師は敗血症を早期に診断し、迅速に対処する必要があります。

しかし、現在の診断方法は、感染または臓器損傷の一般的なマーカーをチェックするテストと組み合わされて、しばしば症候性です。

また、米国疾病予防管理センター(CDC)が指摘しているように、「発熱や呼吸困難などの敗血症の兆候や症状の多くは他の症状と同じであり、敗血症の初期段階での診断が困難です。 」

研究者たちは、敗血症を診断するためのより迅速でより効果的な方法を探しています。これには、人の血液中の敗血症のバイオマーカーの存在を検出するデバイスの開発を試みることも含まれます。

この状態のトップバイオマーカーは、炎症が起こったときに体が生成するタンパク質であるインターロイキン-6(IL-6)です。

科学者たちは、IL-6を検出することは、敗血症の他の症状が現れる前に血中のレベルが上昇する傾向があるため、敗血症を診断するための良い方法であると信じています。しかし、IL-6の血中濃度は、既存の検査では検出できないほど低いままです。

最近、ケンブリッジにあるマサチューセッツ工科大学(MIT)の研究者は、少量の血液でもIL-6の存在を識別するのに十分な感度があると彼らが言う装置を開発しました。

研究者たちは、今年の医学と生物学の工学会議で革新的なツールを発表しました。今年、会議はドイツのベルリンで開催されました。

30分以内に敗血症を検出する

「敗血症など、非常に急速に進行し、生命を脅かす可能性のある急性疾患の場合、これらの豊富でないバイオマーカーを迅速に測定するシステムがあると便利です」と、MITの博士課程の学生である筆頭著者のDanWu氏は述べています。

「病気が進行するにつれて、病気を頻繁に監視することもできます」と彼は説明します。

Wuと同僚の診断ツールは、非常に少量の体液中の主要なバイオマーカーを検出できるマイクロフルイディクスデバイスです。この特定のデバイスは、抗体で「コーティングされた」マイクロビーズを使用します。

研究者がピペットを使用して血液サンプルをデバイスに導入すると、抗体はIL-6にラッチします。次に、デバイスの別の部分は、IL-6を捕捉した電極とビーズを使用して、通過する各IL-6ビーズに対して電気信号を放出します。

これにより、研究者はタンパク質が血液サンプルにどの濃度で存在するかを特定できます。

全体のプロセスは約25分しかかからず、デバイスは約5マイクロリットルの血液しか使用しません。つまり、指を刺して採取した血液滴の総量の約25%です。

また、新しいツールは、敗血症の存在を示すバイオマーカー濃度よりも低い、1ミリリットルあたり16ピコグラムという非常に低い濃度のIL-6を検出することができます。

これは、デバイスが主要なバイオマーカーの存在に非常に敏感であることを示唆しています。さらに重要なことに、科学者たちは、革新的なツールは非常に適応性が高く、インターロイキン-8、C反応性タンパク質、プロカルシトニンなどの他の敗血症バイオマーカーを検出するように設定できると主張しています。

研究者たちは、将来、他の人がこのツールを他の状態のバイオマーカーのスクリーニングに適応させることができなくなった理由を理解していません。

「これは非常に一般的なプラットフォームです。デバイスの物理的なフットプリントを増やしたい場合は、スケールアップしてより多くのチャネルを設計し、必要な数のバイオマーカーを検出できます。」

ダンウー

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