Een nieuw apparaat kan sepsis diagnosticeren in minder dan een druppel bloed
Sepsis treedt op wanneer het lichaam extreem reageert op een infectie. De reactie is zo ernstig dat het orgaanfalen en de dood kan veroorzaken. Een nieuw diagnostisch hulpmiddel kan echter in staat zijn om sepsis-biomarkers in een kleine hoeveelheid bloed snel te identificeren.
Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) treft sepsis elk jaar meer dan 30 miljoen mensen over de hele wereld.
Sepsis kan ook leiden tot ongeveer 6 miljoen sterfgevallen per jaar.
Om te voorkomen dat sepsis evolueert naar septische shock - een complicatie die vroegtijdige dood waarschijnlijker maakt - moeten artsen het vroeg diagnosticeren en er snel op reageren.
Toch zijn de huidige diagnostische methoden vaak symptomatisch, gecombineerd met tests om te controleren op algemene markers van infectie of orgaanschade.
Zoals de Centers for Disease Control and Prevention (CDC) opmerken: “Veel van de tekenen en symptomen van sepsis, zoals koorts en ademhalingsmoeilijkheden, zijn hetzelfde als bij andere aandoeningen, waardoor sepsis in een vroeg stadium moeilijk te diagnosticeren is. "
Onderzoekers waren op zoek naar snellere, effectievere manieren om sepsis te diagnosticeren. Dit omvatte onder meer het proberen om apparaten te ontwikkelen die de aanwezigheid van biomarkers voor sepsis in het bloed van een persoon zouden oppikken.
Een top biomarker voor deze aandoening is interleukine-6 (IL-6), een eiwit dat het lichaam aanmaakt als er een ontsteking optreedt.
Wetenschappers zijn van mening dat het detecteren van IL-6 een goede manier is om sepsis te diagnosticeren, omdat het gehalte in het bloed de neiging heeft te stijgen voordat andere symptomen van sepsis optreden. De bloedconcentratie van IL-6 blijft echter te laag om met bestaande tests op te pikken.
Onlangs hebben onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge een apparaat ontwikkeld waarvan ze zeggen dat het gevoelig genoeg is om de aanwezigheid van IL-6 te identificeren, zelfs in een kleine hoeveelheid bloed.
De onderzoekers presenteerden hun innovatieve tool dit jaar op de Engineering in Medicine and Biology Conference. Dit jaar vond de conferentie plaats in Berlijn, Duitsland.
Sepsis detecteren in minder dan 30 minuten
"Voor een acute ziekte zoals sepsis, die zeer snel vordert en levensbedreigend kan zijn, is het nuttig om een systeem te hebben dat deze niet-overvloedige biomarkers snel meet", zegt eerste auteur Dan Wu, een promovendus aan het MIT.
"U kunt de ziekte ook regelmatig volgen naarmate deze vordert", legt hij uit.
De diagnostische tool van Wu en collega's is een microfluïdica-apparaat dat belangrijke biomarkers in extreem kleine hoeveelheden lichaamsvloeistof kan detecteren. Dit specifieke apparaat maakt gebruik van microbeads die zijn "gecoat" met antilichamen.
Wanneer onderzoekers met een pipet een bloedmonster in het apparaatje brengen, klemmen de antilichamen zich vast aan de IL-6. Vervolgens gebruikt een ander deel van het apparaat een elektrode en de kralen die IL-6 hebben opgevangen, en zenden een elektrisch signaal uit voor elke IL-6-kraal die erdoorheen gaat.
Hierdoor kunnen onderzoekers bepalen in welke concentratie het eiwit in het bloedmonster aanwezig is.
Het hele proces duurt slechts ongeveer 25 minuten en het apparaat gebruikt slechts ongeveer 5 microliter bloed - dat wil zeggen ongeveer 25% van het totale volume van een bloeddruppel die door een vingerprik wordt getrokken.
Ook is de nieuwe tool in staat om extreem lage concentraties IL-6 te detecteren - zo laag als 16 picogram per milliliter, wat lager is dan de biomarkerconcentratie die duidt op de aanwezigheid van sepsis.
Dit suggereert dat het apparaat erg gevoelig is voor de aanwezigheid van belangrijke biomarkers. Wat nog belangrijker is, de wetenschappers beweren dat de innovatieve tool zeer aanpasbaar is en kan worden ingesteld om andere sepsis-biomarkers te detecteren, zoals interleukine-8, C-reactief proteïne en procalcitonine, onder andere.
De onderzoekers zien geen reden waarom anderen in de toekomst deze tool niet zouden kunnen aanpassen om ook te screenen op biomarkers van andere aandoeningen.
“Dit is een heel algemeen platform. Als je de fysieke voetafdruk van het apparaat wilt vergroten, kun je opschalen en meer kanalen ontwerpen om zoveel biomarkers te detecteren als je wilt. "
Dan Wu
