Ny enhet kan diagnostisera sepsis i mindre än en droppe blod
Sepsis uppstår när kroppen har en extrem reaktion på en infektion. Reaktionen är så svår att den kan orsaka organsvikt och död. Ett nytt diagnostiskt verktyg kan emellertid snabbt kunna identifiera sepsis-biomarkörer i en liten mängd blod.
Enligt Världshälsoorganisationen (WHO) drabbas sepsis varje år över 30 miljoner människor runt om i världen.
Sepsis kan också leda till cirka 6 miljoner dödsfall varje år.
För att förhindra sepsis från att utvecklas till septisk chock - en komplikation som gör för tidig död mer sannolikt - måste läkare diagnostisera det tidigt och agera på det snabbt.
Ändå är nuvarande diagnostiska metoder ofta symtomatiska, i kombination med tester som kontrollerar för allmänna infektionsmarkörer eller organskador.
Som CDC (Centers for Disease Control and Prevention) konstaterar, ”Många av tecknen och symtomen på sepsis, såsom feber och andningssvårigheter, är desamma som i andra tillstånd, vilket gör sepsis svår att diagnostisera i sina tidiga stadier. ”
Forskare har letat efter snabbare och effektivare sätt att diagnostisera sepsis. Detta har inkluderat att försöka utveckla enheter som skulle kunna ta upp förekomsten av biomarkörer för sepsis i en persons blod.
En toppbiomarkör för detta tillstånd är interleukin-6 (IL-6), ett protein som kroppen producerar när inflammation uppstår.
Forskare tror att detektering av IL-6 är ett bra sätt att diagnostisera sepsis eftersom dess nivåer i blodet tenderar att öka innan andra symtom på sepsis uppträder. Emellertid förblir blodkoncentrationen av IL-6 för låg för att befintliga tester kan ta upp den.
Nyligen har forskare från Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge utvecklat en anordning som de säger är tillräckligt känslig för att identifiera förekomsten av IL-6, även i en liten mängd blod.
Forskarna presenterade sitt innovativa verktyg vid årets konferens Engineering in Medicine and Biology. I år ägde konferensen rum i Berlin, Tyskland.
Detekterar sepsis på under 30 minuter
"För en akut sjukdom som sepsis, som utvecklas mycket snabbt och kan vara livshotande, är det bra att ha ett system som snabbt mäter dessa icke-överflödiga biomarkörer", säger första författare Dan Wu, doktorand vid MIT.
"Du kan också ofta övervaka sjukdomen när den utvecklas", förklarar han.
Wu och kollegors diagnostiska verktyg är en mikrofluidikapparat som kan upptäcka viktiga biomarkörer i extremt små mängder kroppsvätska. Denna speciella enhet använder mikrokulor som är "belagda" med antikroppar.
När forskare introducerar ett blodprov till enheten med en pipett, låses antikropparna fast på IL-6. Sedan använder en annan del av enheten en elektrod och pärlorna som har fångat upp IL-6 och avger en elektrisk signal för varje IL-6-pärla som passerar igenom.
Detta gör det möjligt för forskare att identifiera i vilken koncentration proteinet finns i blodprovet.
Hela processen tar bara cirka 25 minuter, och enheten använder endast cirka 5 mikroliter blod - det vill säga cirka 25% av den totala volymen av en bloddroppe som dras genom en fingerprick.
Det nya verktyget kan också upptäcka extremt låga koncentrationer av IL-6 - så låga som 16 pikogram per milliliter, vilket är lägre än den biomarkörskoncentration som indikerar förekomst av sepsis.
Detta tyder på att enheten är mycket känslig för förekomsten av viktiga biomarkörer. Ännu viktigare, forskarna hävdar att det innovativa verktyget är mycket anpassningsbart och kan ställas in för att detektera andra sepsis-biomarkörer, såsom interleukin-8, C-reaktivt protein och procalcitonin, bland andra.
Forskarna ser ingen anledning till att andra i framtiden inte skulle kunna anpassa det här verktyget för att skärma för biomarkörer av andra tillstånd också.
”Det här är en mycket allmän plattform. Om du vill öka enhetens fysiska fotavtryck kan du skala upp och designa fler kanaler för att upptäcka så många biomarkörer som du vill. ”
Dan Wu
