O sistema novo da laboratório-em-um-microplaqueta identifica rapidamente aspectos de saúde do sistema imunitário de uma pessoa

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Os cientistas da universidade tecnologico de Nanyang, Singapura (NTU Singapura) desenvolveram um sistema da laboratório-em-um-microplaqueta que pudesse identificar os aspectos de saúde do sistema imunitário de uma pessoa de uma gota de seu sangue, dentro de minutos.

Usando uma combinação de microfluidics - os canais microscópicos minúsculos que podem isolar os glóbulos brancos do sangue - e os sensores elétricos, a microplaqueta nova podiam detectar diferenças nas propriedades elétricas dos glóbulos brancos tomados dos pacientes saudáveis e do diabético.

A prova do dispositivo do conceito pode os doutores de ajuda dia rapidamente ganhar a introspecção no sistema imunitário de uma pessoa, e mancha os sinais adiantados da inflamação e da infecção que poderiam sinalizar a necessidade para uns testes detalhados mais adicionais.

Projetado e construído pelo professor adjunto Hou Han Wei e pelo professor adjunto Holden Li da escola da engenharia mecânica e aeroespacial, sua invenção, se bem sucedido em um laboratório mais adicional e em avaliações clínicas, podia ser transformado em um dispositivo portátil apropriado para clínicas e polyclinics da família.

Um dispositivo do protótipo e os princípios da engenharia atrás dele foram relatados em dois jornais par-revistos: Laboratório em uma microplaqueta no começo desse ano e Biosensors e bioelectrónica em outubro no ano passado.

Enquanto a saúde imune é implicada frequentemente em doenças cardiovasculares, os cientistas dizem que seu dispositivo pode potencial ser uma ferramenta adicional da selecção para que os doutores se usem para a detecção atempada de doenças cardíacas. Em Singapura, as doenças cardiovasculares esclareceram 30,1 por cento de todas as mortes em 2017 quando o diabetes for um problema de saúde sério que afectasse aproximadamente 10 por cento da população de mundo.

Como a invenção trabalha

O prof. Hou de Asst, que é igualmente um membro da faculdade na Faculdade de Medicina Chian de Kong do Lee em NTU, disse que sua microplaqueta detecta diferenças elétricas entre um glóbulo branco saudável e insalubre. Os glóbulos brancos anormais foram relatados como um biomarker adiantado para o risco aumentado de doenças cardiovasculares e igualmente sugerem uma inflamação em curso.

Usando os canais muito minúsculos, a microplaqueta primeiramente separa fisicamente os vários glóbulos pelo tamanho nas tomadas diferentes, como uma máquina declassificação. Os glóbulos brancos isolados são executados então através de um canal especial onde a impedância elétrica seja medida para cada pilha em um muito de alta velocidade (centenas de por segundo das pilhas).

A impedância elétrica de uma pilha anormal é geralmente mais alta do que a impedância de uma pilha saudável, dada porque a pilha anormal é maior em tamanho e tem propriedades diferentes da membrana.

Os glóbulos brancos fazem uma parte significativa do sistema imunitário do corpo e um tipo chave conhecido como neutrófilo, é a primeira linha de defesa quando greves da infecção ou da inflamação.

Nossas microplaquetas podem isolar milhares dos glóbulos brancos de uma única gota de sangue e, para dizer dentro de minutos se estas pilhas são electricamente diferentes do normal, de que seja um indicador se há um problema de saúde a ser investigado mais. Mais importante, nosso processo igualmente não usa nenhuns biomarkers ou anticorpos químicos, que faz o ensaio barato, fácil de usar, e isso nós podemos fazer a análise mais aprofundada nos mesmos glóbulos que brancos nós temos executado já através da microplaqueta.”

Hou Han Wei, professor adjunto, escola da engenharia mecânica e aeroespacial, NTU Singapura

Uso possível no teste clínico

O prof. Holden Li de Asst diz que o material usado para fazer a laboratório-em-um-microplaqueta nova é um polímero comum da médico-categoria e é facilmente maquinaria existente de utilização manufacturado, e pode ser feito em uma máquina desktop-feita sob medida para o uso nas clínicas.

“Nossa microplaqueta foi projectada para a escala-acima fácil por empresas, com um sistema integrado construído dos componentes eletrônicos disponíveis no mercado. Movendo-se para a frente, nós estamos olhando para comercializar a tecnologia com um sócio da indústria, porque nós vemos que há umas procuras do mercado - para um dispositivo do ponto--cuidado para doutores e como o equipamento de laboratório para o estudo dos neutrófilo e da selecção da droga, o” prof. Li disse.

Os cientistas adicionaram que igualmente estão fazendo mais pesquisa sobre os vários níveis elétricos da impedância e o que cada um dele significa, para construir meio uma biblioteca de referência para a análise automatizada, e estarão trabalhando com doutores para testar seu protótipo no ajuste clínico.

Dando uma opinião independente na pesquisa, o professor Bernhard Boehm, professor da cadeira da ONG Tiong Tat da pesquisa do diabetes na Faculdade de Medicina Chian de Kong do Lee de NTU, disse que muitos pacientes do diabético são igualmente suscetíveis às infecções crônicas devido à doença que afeta o desempenho do sistema imunitário.

“Há um número de limitações a usar marcadores diagnósticos convencionais para pacientes com suspeita clínica da infecção. Em particular há uma necessidade de melhorar o diagnóstico adiantado de infecções bacterianas e de fornecer a orientação para a terapia antibiótica.”

“Conseqüentemente, um sistema de teste que pudesse ràpida guiar decisões sobre a iniciação de terapias específicas seria da grande ajuda em um ajuste clínico. Contudo, isto precisará em um futuro próximo ensaios clínicos controlados randomised de fornecer a prova formal que o sistema de teste novo é superior aos procedimentos diagnósticos convencionais actualmente usados,” o prof. adicionado Boehm, que não era parte deste estudo.

Ferramenta em estudar mecanismos de defesa imunes

O dispositivo novo podia igualmente ser muito útil para o estudo de NETosis, um mecanismo de defesa recentemente descoberto no campo da imunologia.

Durante NETosis, os neutrófilo cospem para fora as costas do ADN que prendem as bactérias e os vírus, bem como uma Web de aranha, para impedir seus movimentos e para matar os micróbios patogénicos prendidos. Contudo, demasiado NETosis igualmente retarda a cura esbaforido no diabetes.

O perito de NETosis, professor adjunto Christine Wong, da Faculdade de Medicina Chian de Kong do Lee de NTU que não foi envolvida neste estudo, diz que a metodologia o mais extensamente adotada para estudar a propensão de NETosis é actualmente imagem lactente do tempo real ou microscopia de neutrófilo fixos.

Contudo, é um processo laborioso para que os pesquisadores isolem os neutrófilo para a microscopia sem afetar seu estado nativo da linha de base, e não influenciem resultados experimentais.

“O dispositivo novo pelo prof. Hou de Asst e pelo prof. Li de Asst pode permitir rápido e as experiências e a quantificação não-inclinadas de NETosis, que serão especialmente úteis para a droga que seleciona ex vivo,” prof. Wong de Asst disseram em seu comentário independente.

“Se o dispositivo pode ser alterado para medir NETosis em neutrófilo do rato, esta seria notícia deliciosa para os pesquisadores que usam modelos do rato, porque o baixo rendimento do neutrófilo é um obstáculo comum no isolamento do neutrófilo do rato devido ao volume menor do sangue disponível nos ratos e em sua mais baixa relação mielóide da pilha quando comparado aos seres humanos.”

O prof. Wong de Asst adicionou que quando o dispositivo novo for pouco susceptível de substituir experiências da microscopia, em particular quando o visualisation de componentes celulares durante o processo de NETosis é o assunto, os recursos salvar da quantificação LÍQUIDA podem poderiam ser desviados 2 aquelas investigações.