Innowacyjna platforma w postaci laboratorium chipowego umożliwia molekularną identyfikację infekcji jamy ustnej i układu oddechowego w miejscu opieki nad pacjentem
Leczenie infekcji górnych dróg oddechowych prowadzone jest zazwyczaj tylko w oparciu o objawy pacjenta, choć taka praktyka może doprowadzić do niepotrzebnego lub nadmiernego przepisywania antybiotyków. Wyzwaniem jest precyzyjna identyfikacja patogenów (wirusów lub bakterii) wywołujących zakażenie, a następnie odpowiednio ukierunkowane leczenie. Aż do teraz wymagało to wykonywania długotrwałych i kosztownych analiz próbek. Próchnica zębów i paradontoza to dwie najczęściej występujące przewlekłe choroby niezakaźne na świecie, na których leczenie w krajach o wysokim dochodzie wydawanych jest 5-10 % całkowitych wydatków przeznaczonych na ochronę zdrowia jamy ustnej. Wczesna diagnoza tych chorób jest ważna z punktu widzenia długofalowego monitorowania ich rozwoju oraz opracowywania dostosowanych do pacjenta terapii poprzez wykrywanie odpowiedzialnych za nie bakterii i białkowych biomarkerów gospodarza. W ramach projektu DIAGORAS powstała platforma, która pozwala klinicystom, lekarzom POZ i dentystom na przeprowadzenie testu diagnostycznego w miejscu opieki nad pacjentem. Test składa się z panelu drobnoustrojowych celów analitycznych i biomarkerów gospodarzy, który umożliwia kompletną analizę stanu zdrowia pacjenta oraz postawienie właściwej diagnozy, rozpoczęcie odpowiedniego leczenia i monitorowanie rozwoju choroby.
Platforma diagnostyczna
„Nasza platforma potrafi pobierać próbki, identyfikować mikroorganizmy powodujące infekcję i dokonywać pomiaru poziomu związanych z nią ludzkich biomarkerów, co przekłada się na bardziej precyzyjne leczenie pacjenta i monitorowanie jego stanu zdrowia”, wyjaśnia koordynator projektu, dr Konstantinos Mitsakakis. „Platforma pomoże ograniczyć przepisywanie antybiotyków na tzw. »wszelki wypadek« i usprawni proces zarządzania wydatkami związanymi z opieką dentystyczną”. Sercem systemu jest LabDisk – mikrocieczowa platforma w kształcie płytki, na której zintegrowane zostały wszystkie biochemiczne i mikrocząsteczkowe składniki potrzebne do przeprowadzenia analizy mikrobiologicznej i oznaczenia poziomu biomarkerów. „W praktyce platforma to laboratorium zminiaturyzowane na płytce”, mówi dr Mitsakakis z ramienia koordynującego projekt instytutu Hahn-Schickard we Fryburgu (Niemcy). Użytkownik systemu chcący zdiagnozować choroby układu oddechowego musi jedynie dokonać wymazu u pacjenta, umieścić próbkę w roztworze nośnym i wprowadzić niewielką ilość tego roztworu na płytkę DIAGORAS. Wszystkie niezbędne etapy molekularne zachodzą następnie automatycznie, a ostateczny wynik widoczny jest na czytniku platformy LabDisk. Zasadniczo DNA i RNA patogenów są ekstrahowane, oczyszczane i mieszane z odczynnikami powielającymi, stosowanymi do przeprowadzania reakcji PCR. Taka mieszanina jest następnie rozdzielana do wielu komór reakcyjnych, gdzie następuje powielanie kwasów nukleinowych i dochodzi do powstania sygnału. Pozytywny sygnał z określonej komory oznacza obecność jednego lub większej ilości specyficznych patogenów. Procedura w przypadku infekcji jamy ustnej jest taka sama, z tą różnicą, że próbką jest ślina pacjenta, a panel wykrywanych mikroorganizmów jest inny. Na potrzeby obu zastosowań wykorzystywane są także mikro- i nanocząsteczki, dzięki którym możliwe jest wykrycie oraz ilościowe określenie poziomu biomarkerów specyficznych dla gospodarza.
Bardziej precyzyjne leczenie
Wygenerowany przez system raport dostarcza cennych informacji o różnych mikroorganizmach i poziomach biomarkerów białkowych w badanej próbce, co umożliwia podejmowanie decyzji przekładających się na bardziej precyzyjne leczenie w porównaniu do leczenia opartego wyłącznie na objawach klinicznych. „Jesteśmy zachwyceni, że udało nam się opracować skuteczne narzędzie diagnostyczne dla pracowników służby zdrowia, dzięki któremu możliwe będzie szybkie i precyzyjne leczenie chorób dotykających przynajmniej raz w życiu niemal każdej osoby, jaką znamy. System jest gotów do wejścia w fazę rozwoju produktu i późniejszej walidacji klinicznej”, mówi dr Mitsakakis.
Słowa kluczowe
DIAGORAS, miejsce opieki nad pacjentem, diagnostyka, infekcje jamy ustnej, infekcje układu oddechowego, biomarkery, mikrocieczowe, LabDisk
