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Test sur papier neuf pour le diagnostic tôt de Lyme

Un papier neuf dans le nano du tourillon ACS enregistre le développement d'un test incroyablement bon marché et extrêmement sensible pour diagnostiquer la maladie de Lyme à ses parties, quand il peut être le plus facilement, effectivement et a économiquement traité.

La maladie de Lyme

La maladie de Lyme appelée de la maladie transmise par les tiques est provoquée par une bactérie qui produit des sympt40mes aigus et continuels et des signes. Des tirets sont habituellement sélectionnés vers le haut de tout en marchant par des endroits infestés. La maladie se manifeste au commencement comme éruption de boudine ou d'objectif, qui est caractéristique de la maladie. Cependant, ce n'est pas universellement présent dans toutes les personnes avec la maladie de Lyme. Ainsi environ 10% à 20% de ces patients sont susceptibles d'être diagnostiqués beaucoup plus tard quand ils descendent avec des manifestations retardées telles que l'arthrite ou les palpitations. Ceci impose la nécessité pour trouver une voie de la diagnostiquer plus avec sensibilité et plus tôt dans son cours.

Chaque année, environ 300.000 Américains descendent avec la maladie de Lyme, provoquée par le Borrelia burgdorferi de bactérie, lui effectuant la maladie infectieuse la plus courante provoquée par n'importe quel agent vecteur-porté. les tirets Noir-à jambes du genre d'Ixodes sont responsables de transporter cette bactérie.

Bactéries de la maladie de Lyme, Borrelia burgdorferi, transmis par le tiret d
Bactéries de la maladie de Lyme, Borrelia burgdorferi, transmis par le tiret d'Ixodes, illustration 3D. Crédit d'image : Kateryna Kon/Shutterstock

Les premiers sympt40mes se produisent dans les 30 jours, et comprennent l'éruption, la fièvre, les frissons, le mal de tête et les douleurs musculaires. Le traitement antibiotique immédiat peut arrêter le cours de la maladie. Si non traitée, la maladie progresse à la paralysie de nerf, particulièrement du nerf facial, la douleur neurologique, les douleurs articulaires et le gonflement, et les palpitations dues au blocage cardiaque. Ceci est vu dans jusqu'à un cinquième de tous les patients.

Diagnostic de la maladie de Lyme

Tandis que la maladie peut être diagnostiquée directement en trouvant l'acide nucléique de l'organisme, ou en cultivant la bactérie, ce sont longues et pas aussi sensibles que pourrait être désiré. L'édition est que la bactérie n'est présente que durant une courte durée seulement et dans des concentrations inférieures dans le sang, effectuant à dépistage direct de la bactérie un défi.

Le dépistage indirect par les prises de sang qui trouvent des anticorps spécifiques à la bactérie déçoit également, particulièrement dans les stades précoces, quand il est le plus nécessaire de la diagnostiquer afin de commencer le traitement adapté.

Actuel, une méthode d'essai à deux étages est la norme diagnostique : une analyse sensible d'abord d'immunoenzymologie ou d'immunofluorescence, suivie d'une tache occidentale pour la confirmation en captant des anticorps spécifiques. Cependant, c'est sensible et spécifique seulement avec la maladie de Lyme tardive, bien que la demande de règlement soit la plus efficace et la meilleur marché dans la première maladie. En outre, la plupart des patients sont vus avec la première maladie. Troisièmement, l'installation pour ce type de contrôle est chère, exige l'infrastructure classieuse, et les techniciens qualifiés, la rendant non-faisable aux populations mêmes où il est le plus susceptible se produire les morsures de tique.

L'étude

L'étude actuelle a été motivée par la nécessité de fournir des tests diagnostique rapides, pratiques et bon marché qui montreraient la présence de l'infection tôt dans le cours de la maladie. Ils ont employé la connaissance existante au sujet des analyses sur papier et de l'apprentissage automatique profond pour fournir un neuf, bon marché et le test rapide pour la maladie de Lyme de stade précoce.

Les chercheurs ont conçu un petit dispositif qui est censé pour trouver la présence de la bactérie dans les prises de sang. Il emploie une pile de papiers functionalized comme matière première et membrane de détection. La pile de papier functionalized avec sept antigènes bactériens ainsi qu'un peptide artificiel, localisé dans 13 endroits. Le dispositif est exposé au sérum qui passe verticalement par les piles, de sorte que les anticorps aux bactéries puissent gripper aux endroits. Les anticorps attachés sont alors préparés avec une solution couleur-changeante qui montrera que combien bondissent l'anticorps est présent.

Les endroits colorés sont photographiés utilisant un lecteur basé sur téléphone sec personnalisé. L'analyse des changements de couleur est alors effectuée basée sur un réseau neuronal développé pour cette étude, qui est capable d'apprendre profondément à déterminer si l'échantillon est négatif pour la maladie ou le positif. Ceci est basé sur la présence de l'anticorps grippant à un sous-ensemble optimal d'objectif d'antigène/peptide sélecté par l'algorithme apprenant profond.

Le dispositif a été vérifié sur 50 échantillons, certains dont étaient positifs et un certain négatif pour les stades précoces de la maladie de Lyme.

Les découvertes

Les résultats ont prouvé qu'il était plus de détail de 96% et capté presque 86% d'échantillons positifs. C'est beaucoup plus élevé que ce des tests existants, qui est en-dessous de 50%. D'ailleurs, le test est complété en environ 15 mn plutôt que les plus de 24 heures du contrôle à deux étages existant. Il vient également incroyablement à un coût bas de seulement 42 cents de comparé au coût $400 ci-dessus de test sérologique conventionnel.

Implications

Ce genre de méthodologie de contrôle permettra le contrôle de remarque-de-soins pour la maladie de Lyme aux parties. Les avantages possibles de cette application nouvelle, sans compter que ceux mentionnés ci-dessus, comprennent la capacité d'optimiser le choix des antigènes, pour réaliser le reste désiré des faux positifs et des faux négatifs pendant la dernière phase diagnostique, et le potentiel pour le développement et l'inclusion des antigènes plus sensibles et plus stables qui peuvent encore permettre plus de performances améliorées.

Journal reference:

Point-of-Care Serodiagnostic Test for Early-Stage Lyme Disease Using a Multiplexed Paper-Based Immunoassay and Machine Learning, Hyou-Arm Joung, Zachary S. Ballard, Jing WuDerek K. Tseng, Hailemariam Teshome, Linghao Zhang ,Elizabeth J. Horn, Paul M. Arnaboldi, Raymond J. Dattwyler, Omai B. Garner, Dino Di Carlo, Aydogan Ozcan, ACS Nano 2019, https://doi.org/10.1021/acsnano.9b08151

Dr. Liji Thomas

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Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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