Skip to main content
European Commission logo print header

Super-sensitive detection of Alzheimer’s disease biomarkers in plasma by an innovative droplet split-and-stack approach

Article Category

Article available in the following languages:

Diagnozowanie choroby Alzheimera poprzez rutynowe badanie krwi

Szybkie wykrycie choroby na odpowiednio wczesnym etapie może uratować życie. Nowy czujnik zwiększa możliwości wykrywania biomarkerów chorób w rutynowej praktyce klinicznej.

Zdrowie icon Zdrowie

Diagnozowanie chorób opiera się na mierzalnych wskaźnikach w płynach ustrojowych zwanych biomarkerami. Tradycyjnie analizuje się je przy użyciu technik biochemicznych, takich jak test immunoenzymosorpcyjny (ang. enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA). Jednak niskie stężenie biomarkerów w połączeniu z ograniczonymi możliwościami analitycznymi metod konwencjonalnych utrudnia ich wykrywanie, a tym samym diagnozowanie chorób. W przebiegu choroby Alzheimera – najczęściej występującym rodzaju choroby neurodegeneracyjnej – poziom biomarkerów beta amyloidu i tau w płynie mózgowo-rdzeniowym wzrasta przed wystąpieniem objawów. Chociaż do szybkiego rozpoznania choroby Alzheimera można wykorzystać te i inne potencjalne biomarkery, pobranie płynu mózgowo-rdzeniowego wymaga nakłucia lędźwiowego, które jest procedurą inwazyjną i wymaga hospitalizacji.

Technologia koncentracji próbek

Przez lata naukowcy stosowali różne techniki w celu poprawy wykrywania biomarkerów, w tym amplifikację cząsteczek docelowych. Finansowany ze środków UE projekt SensApp wychodzi naprzeciw temu zapotrzebowaniu na zwiększenie czułości testów diagnostycznych poprzez wstępne skoncentrowanie cząsteczek docelowych w wyniku usunięcia rozpuszczalnika. „Nasze podejście radykalnie zwiększa stężenie biomarkera poprzez zmniejszenie objętości reakcji, tym samym wzmacniając sygnał wyjściowy”, wyjaśnia koordynatorka projektu Simonetta Grilli. Zespół opracował urządzenie, które nie odbiega rozmiarami od innych urządzeń nablatowych spotykanych w laboratoriach diagnostycznych. Opiera się ono na nowej technologii zwanej DSS (droplet split-and-stack), która umożliwia tworzenie i gromadzenie maleńkich kropelek płynnej próbki (osocza, moczu, śliny) na stałym podłożu, takim jak szkiełko.

Na czym polega technologia DSS?

DSS umożliwia dozowanie kropel próbki bez rozprowadzania ich, dzięki czemu nieliczne cząsteczki obecne w mało obfitej próbce są bardziej skoncentrowane niż w przypadku standardowej metody dozowania. W ten sposób operator może z powodzeniem wykryć te kilka cząsteczek za pomocą standardowej procedury wykrywania, takiej jak immunofluorescencja, osiągając wysoką czułość końcową. Innowacją stojącą za tą nową technologią jest możliwość tworzenia tych maleńkich kropel przez zastosowanie pola elektrycznego bezpośrednio do płynnej próbki za sprawą efektu piroelektrycznego, który zmienia polaryzację w wyniku zmiany temperatury. Jak twierdzi Grilli: „Jest to pierwszy przypadek wykorzystania tego podejścia do tego typu zastosowania”. Dodatkowym osiągnięciem jest połączenie z modułem odczytowym, który może wykryć sygnał fluorescencji z tych występujących w niewielkich ilościach biomarkerów.

Ulepszona metoda wykrywania biomarkerów choroby Alzheimera

Aby dowieść skuteczności tego rozwiązania, urządzenie SensApp poddano walidacji na próbkach modelowych, wykazując zdolność do wykrywania biomarkerów choroby Alzheimera nawet do poziomu subpikogramowego. Była to znacząca poprawa względem standardowego poziomu czułości komercyjnych zestawów ELISA. Chociaż badania w warunkach klinicznych wciąż trwają, urządzenie SensApp oferuje pierwszorzędne podejście do wykrywania w celu szybkiej diagnostyki choroby Alzheimera o dużej czułości. Co ważne, biomarkery można wykrywać poprzez proste badanie krwi, co wyznacza nowe standardy badań przesiewowych w kierunku choroby Alzheimera w populacji. Ponadto oczekuje się, że wpłynie to na większe przestrzeganie zaleceń leczenia przez pacjentów i lepsze kontrolowanie ich stanu podczas terapii. Warto zauważyć, że zastosowanie urządzenia SensApp nie ogranicza się do choroby Alzheimera, ale można użyć je też do wykrywania innych biomarkerów chorobowych o niskim stężeniu.

Słowa kluczowe

SensApp, biomarker, choroba Alzheimera, wykrywanie biomarkerów, DSS, efekt piroelektryczny, immunofluorescencja

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania