Од ковида до рака: Нови кућни тест открива болести са запањујућом тачношћу

Боли вас грло и имате зачепљен нос? Појава брзих кућних тестова олакшала је утврђивање да ли имате озбиљну болест попут COVID-19 или само пролећне алергије. Али упркос њиховој брзини и практичности, ови тестови су мање осетљиви од оних који се користе у клиникама. То значи да резултат може бити негативан чак и ако је особа заражена.

Решење би могла бити нова, јефтина технологија биосензора која би могла да учини брзе кућне тестове 100 пута осетљивијим на вирусе попут COVID-19. Такође би могла да прошири могућности брзог скрининга за друга опасна стања попут рака простате и сепсе.

Научници са Универзитета у Калифорнији, Беркли, развили су тест који комбинује природни процес испаравања назван „ефекат прстена кафе“ са плазмоником и вештачком интелигенцијом како би прецизно открили биомаркере болести за само неколико минута.

„Ова једноставна, али моћна техника пружа веома тачне резултате за делић времена потребног за традиционалне дијагностичке методе“, рекао је Камјар Бехрузи, недавно докторирани кандидат за микроелектромеханички систем и наноинжењеринг на Универзитету Калифорније у Берклију.
„Наш рад отвара пут приступачнијим и јефтинијим дијагностичким решењима, посебно за регионе са ограниченим ресурсима.“

Опис технологије објављен је у часопису Nature Communications.

Ефекат прстена кафе и наночестице

Ако пажљиво погледате мрљу од кафе или вина, приметићете да је тамнија на ивицама него у средини. То је због физичког феномена познатог као ефекат прстена кафе: када кап течности испари, она ствара струју која гура суспендоване честице ка ивицама. Ако су честице пигментиране, као код кафе или вина, око ивица мрље ће се формирати тамнији прстен.

Бехруз је 2020. године развијао биосензор за детекцију COVID-19 и приметио је да капљице његовог експерименталног раствора остављају трагове у облику прстена када се осуше. Схватио је да се ефекат прстена кафе може користити за концентрисање честица вируса COVID-19, што би их учинило лакшим за детекцију.

„Схватили смо да можемо искористити овај ефекат да створимо нешто много боље него што смо првобитно планирали“, рекао је Бехруз.

Како тест функционише?

Технологија брзог тестирања користи ситне честице које се називају плазмонске наночестице и које на посебан начин интерагују са светлошћу.

1. Корисник наноси кап течности која садржи протеине повезане са болешћу (као што је брис из уста или носа) на мембрану.
2. Када се осуши, кап концентрише биомаркере болести у подручју прстена кафе.
3. Корисник затим додаје другу кап која садржи плазмонске наночестице које се „лепе“ за биомаркере болести.

Ако су присутни биомаркери, наночестице формирају специфичне обрасце који мењају начин на који светлост интерагује са мембраном. Ове промене се могу видети голим оком или помоћу апликације за паметне телефоне коју покреће вештачка интелигенција.

Технологија даје резултате за мање од 12 минута и 100 пута је осетљивија за COVID-19 од сличних кућних тестова.

Примена за друге болести

„Један од кључних протеина које можемо да детектујемо овом техником је биомаркер за сепсу, опасан инфламаторни одговор на бактеријску инфекцију која се може развити веома брзо, посебно код људи старијих од 50 година“, рекао је виши аутор студије Ливеи Лин, професор машинског инжењерства на Универзитету Калифорније у Берклију.
„Сваки сат је важан, али култивисање бактерија ради идентификације извора инфекције може трајати данима. Наша техника би могла да омогући лекарима да открију сепсу за 10 до 15 минута.“

Научници су већ направили прототип кућног теста сличног брзим тестовима за COVID-19, са 3Д штампаним компонентама које помажу у правилном позиционирању узорка и наношењу плазмонских капљица.

„Током пандемије COVID-19, ослањали смо се на кућне тестове да бисмо видели да ли смо заражени. Надам се да ће наша технологија учинити редовне прегледе за стања попут рака простате приступачнијим без потребе да напуштамо дом“, рекао је Лин.