Niezawodny i znacznie szybszy system do diagnozowania sepsy
Sepsa jest wynikiem zaostrzonej odpowiedzi układu odpornościowego na zakażenie, która może prowadzić do niewydolności wielonarządowej i śmierci. Powoduje ona 9 milionów zgonów rocznie. Obecnie sepsę diagnozuje się poprzez posiew krwi i przy użyciu technologii multipleksowych na bazie kwasu nukleinowego. Metody te są jednak czasochłonne (na wyniki trzeba czekać 1–2 dni) i charakteryzują się niską czułością. W związku z tym istnieje pilna potrzeba stworzenia nowych narzędzi diagnostycznych, które umożliwią dokładniejsze i wcześniejsze diagnozowanie sepsy, tak aby można było wdrożyć właściwe leczenie przeciwdrobnoustrojowe na czas.
Nowe narzędzie do szybkiego diagnozowania sepsy
Celem finansowanego ze środków UE projektu SMARTDIAGNOS było wypełnienie tej luki diagnostycznej poprzez zgromadzenie multidyscyplinarnego zespołu składającego się z mikrobiologów klinicznych i badaczy z dziedziny biologii molekularnej i nanotechnologii oraz małych i średnich przedsiębiorstw diagnostycznych. „Naszym celem było opracowanie nowych systemów do rozpoznawania szerokiej gamy patogenów i mechanizmów oporności w krwi pełnej w ciągu zaledwie 3 godzin”, wyjaśnia koordynator naukowy Anders Wolff. Rozpoznanie mikroorganizmu odpowiedzialnego za wystąpienie sepsy ma kluczowe znaczenie dla szybkiego podania odpowiedniego antybiotyku. Pacjenci, którzy otrzymają odpowiednie środki przeciwdrobnoustrojowe w ciągu pierwszych godzin od wystąpienia objawów, mają 80 % szans na przeżycie. Jednak z każdą godziną opóźnienia we wdrożeniu leczenia wskaźnik przeżywalności spada o około 8 %. Aby poprawić te przygnębiające statystyki, konsorcjum projektu SMARTDIAGNOS musiało zmierzyć się z głównym wyzwaniem w diagnozowaniu sepsy, jakim jest wykrywanie niewielkiej liczby mikroorganizmów obecnych we krwi. W tym celu opracowano metodę opartą na magnetycznych kulkach do pomiaru stężenia patogenów. Identyfikacji patogenów dokonano przy użyciu reakcji łańcuchowej polimerazy w fazie stałej, wykonanej na osadzonym na mikrochipie układzie mikrosoczewek fluorescencyjnych o kącie nadkrytycznym. System ten umożliwił szybkie i dokładne wykrywanie mikroorganizmów bez konieczności wzbogacania ich posiewem. Powstały w ten sposób test umożliwia wykrywanie i rozróżnianie ponad 100 mikroorganizmów wywołujących sepsę, genów oporności i genów związanych z obecnością grzybów we krwi pełnej, w czasie nieprzekraczającym 3 godzin.
Skuteczna ocena działania systemu w warunkach klinicznych i wszechstronna technologia do dalszego zastosowania
W ramach strategii wprowadzenia na europejski rynek system SMARTDIAGNOS został poddany ocenie klinicznej podczas badania pilotażowego w dziale mikrobiologii klinicznej szwedzkiej firmy Unilabs AB. Pozwoliło to partnerom na dalszą optymalizację nowo opracowanego urządzenia, ocenę jego wrażliwości analitycznej i specyfiki oraz przetestowanie protokołów badań. Analiza ponad 400 próbek wykazała 70 % czułości i 99 % specyficzności, podczas gdy w ciągu 2–4 godzin prawidłowo sklasyfikowanych zostało w sumie 96 % próbek. Dowiodło to wyraźnej poprawy w stosunku do obecnie stosowanej, stanowiącej złoty standard, metody posiewu krwi, która do uzyskania wyników potrzebowała od 48 do 120 godzin. „Co ważne, technologia SMARTDIAGNOS jest skalowalna i wszechstronna, a poza diagnozowaniem sepsy może służyć również do rozpoznawania innych chorób”, podkreśla Wolff. U pacjentów z sepsą występują niejednorodne objawy, co sprawia, że diagnozowanie jej jest dość trudne. Wyzwaniem jest również odróżnienie sepsy od niezakaźnego zespołu ogólnoustrojowej reakcji zapalnej, który ma podobne objawy, ale wymaga innego leczenia. Projekt SMARTDIAGNOS znacznie pomoże w prawidłowym diagnozowaniu, biorąc pod uwagę jego zdolność do multipleksowania. Przyczyni się on również do wykrywania genów oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe, poprawy rezultatów leczenia pacjentów i skrócenia pobytu na szpitalnych oddziałach intensywnej terapii.
Słowa kluczowe
SMARTDIAGNOS, sepsa, mikroorganizm, krew pełna, posiew krwi, PCR w fazie stałej, fluorescencja kąta nadkrytycznego
