Nanotechnologia

Wykrywanie HIV przy użyciu technologii telefonii komórkowej

Zwalczanie ludzkiego niedoboru odporności (HIV), choroby autoimmunologicznej, która niszczy układ odpornościowy poprzez atakowanie zdrowych komórek, pozostaje głównym ogólnoświatowym wyzwaniem dla systemu ochrony zdrowia w krajach rozwijających się, w których brak jest infrastruktury i wyszkolonych specjalistów medycznych. Badacze z Brigham and Women’s Hospital zaprojektowali przenośne i niedrogie narzędzie diagnostyczne, wykorzystujące telefon komórkowy i nanotechnologię, z możliwością wykrywania wirusów HIV i monitorowania jego leczenia w rejonach, gdzie nie ma wystarczających zasobów. Nowatorska platforma została opisana w artykule opublikowanym niedawno w Nature Communications.

„Wczesne wykrywanie HIV ma kluczowe znaczenie dla zapobiegania postępowi choroby i jej przenoszenia, a ponadto wymaga długoterminowego monitorowania, co może być obciążeniem dla rodzin, które muszą podróżować, aby dotrzeć do kliniki lub szpitala”, powiedział dr Hadi Shafiee, główny specjalista w Division of Engineering in Medicine and Renal Division of Medicine w Brigham. „Ten błyskawiczny i niedrogi zestaw telefoniczny to nowatorska metoda wykrywania ostrych zakażeń, dzięki której zmniejszyłoby się ryzyko przeniesienia wirusa,można by ją również wykorzystać do wykrywania wczesnych błędów wleczeniu”.

Tradycyjne metody monitorowania wirusa HIV są kosztowne i wymagają zastosowania łańcuchowej reakcji polimerazy (PCR). Shafiee i jego koledzy dążyli do zaprojektowania przystępnego cenowo, prostego narzędzia, które umożliwi przeprowadzanie testów na obecność wirusa HIV i kontrolę osób w krajach rozwijających się, które mają mniejszy dostęp do opieki medycznej.

Przy pomocy nanotechnologii, mikrochipów, telefonów komórkowych i trójwymiarowych przystawek telefonicznych, naukowcy stworzyli platformę, która może wykrywać kwasy nukleinowe wirusa RNA z jednej kropli krwi. Urządzenie wykrywa amplifikowane kwasy nukleinowe HIV poprzez zdalne monitorowanie ruchu zmodyfikowanych cząstek DNA bez użycia nieporęcznych lub kosztownych urządzeń.Precyzję detekcji oceniano pod kątem swoistości i czułości.

Naukowcy odkryli, że platforma pozwoliła na wykrycie HIV z 99,1% swoistością i 94,6%czułością przy klinicznie istotnej wartości progowej 1,000 cząsteczek wirusa/ml, z wynikami dostępnymi w ciągu jednej godziny. Warto zwrócić uwagę,że całkowity koszt materiału mikrochipa, przystawki telefonicznej i reagentów był niższy niż 5 dolarów za test.

„Pracownicy służby zdrowia w krajach rozwijających się mogliby z łatwością korzystać z tych urządzeń podczas podróży w celu wykonywania testów na obecność wirusa HIV i obserwacji. Ponieważ test jest tak szybki, kluczowe decyzje dotyczące następnego kroku medycznego mogą być podejmowane właśnie tam”, powiedział Shafiee. „To wyeliminowałoby obciążenie związane z wyjazdami do kliniki medycznej i zapewniłoby pacjentom bardziej efektywny sposób zwalczania HIV”.

„Moglibyśmy wykorzystać tę samą technologię jako szybkie i tanie narzędzie diagnostyczne również dla innych wirusów i bakterii”,powiedział główny autor Mohamed Shehata Draz, PhD, dydaktyk na Division of Engineering in Medicine and Renal Division of Medicine w Brigham. „Ta metoda może pomóc wielu ludziom na całym świecie”.