Nuova prova cartacea per la diagnosi iniziale di Lyme

Un nuovo documento nei rapporti nani del giornale ACS lo sviluppo di una prova incredibilmente economica ed altamente sensibile diagnosticare la malattia di Lyme nelle sue fasi più iniziali, quando può essere il facilmente, efficacemente ed ha trattato a buon mercato.

Malattia di Lyme

La malattia tacca-sopportata chiamata malattia di Lyme è causata da un batterio che produce sia i sintomi acuti che cronici ed i segni. Le tacche sono selezionate solitamente su mentre camminano con le aree infestate. La malattia inizialmente si manifesta come eruzione dell'obiettivo o del centro, che è caratteristica della malattia. Tuttavia, questo non è universalmente presente in tutte le persone con la malattia di Lyme. Così circa 10% - 20% di questi pazienti sono probabili essere diagnosticati molto più successivamente quando scendono con le manifestazioni in ritardo quali l'artrite o le palpitazioni. Ciò lo rende necessario trovare un modo diagnosticarlo più sensibile e più presto nel suo corso.

Ogni anno, circa 300.000 Americani scendono con la malattia di Lyme, causata dal burgdorferi di borrelia del batterio, rendentegli la malattia infettiva più comune causata da tutto l'agente vettore-sopportato. le tacche Nero-fornite di gambe del genere del Ixodes sono responsabili del trasporto del questo batterio.

Batteri della malattia di Lyme, burgdorferi di borrelia, trasmesso dalla tacca del Ixodes, illustrazione 3D. Credito di immagine: Kateryna Kon/Shutterstock
Batteri della malattia di Lyme, burgdorferi di borrelia, trasmesso dalla tacca del Ixodes, illustrazione 3D. Credito di immagine: Kateryna Kon/Shutterstock

I primi sintomi si presentano nei 30 giorni e comprendono l'eruzione, la febbre, i freddi, l'emicrania ed i dolori di muscolo. Il trattamento antibiotico rapido può arrestare il corso della malattia. Se non trattata, la malattia diventa paralisi del nervo, particolarmente del nervo facciale, il dolore neurologico, il dolore ed il gonfiamento unito e le palpitazioni dovuto il blocco cardiaco. Ciò è veduta fino ad un quinto di tutti i pazienti.

Diagnosi della malattia di Lyme

Mentre la malattia può essere diagnosticata direttamente individuando l'acido nucleico dell'organismo, o coltivando il batterio, queste sono che richiede tempo e sensibili quanto potrebbe essere desiderato. L'emissione è che il batterio è presente per soltanto un periodo ridotto e nelle concentrazioni basse nel sangue, rendendo a rilevazione diretta del batterio una sfida.

La rilevazione indiretta dalle analisi del sangue che individuano gli anticorpi specifici al batterio egualmente sta deludendo, particolarmente nelle fasi iniziali, quando è necessario da diagnosticarlo per iniziare il trattamento appropriato.

Corrente, un metodo di prova a due stadi è lo standard diagnostico: un'analisi sensibile in primo luogo degli enzimi di immunoassay o di immunofluorescenza, seguita da una macchia occidentale per la conferma prendendo gli anticorpi specifici. Tuttavia, questo è sensibile e specifico soltanto con la malattia di Lyme recente, sebbene il trattamento sia più efficace e più economico nella malattia precoce. Inoltre, la maggior parte dei pazienti sono veduti con la malattia precoce. In terzo luogo, l'impostazione per questo tipo di prova è costosa, richiede l'infrastruttura dell'alta società ed i tecnici formati, rendente la non fattibile per le popolazioni stesse in cui i morsi della tacca sono più probabili da accadere.

Lo studio

Lo studio corrente è stato motivato dalla necessità di fornire un test diagnostico rapido, conveniente ed economico che mostrerebbe la presenza dell'infezione presto nel corso di malattia. Hanno usato la conoscenza attuale circa le analisi cartacee e l'apprendimento automatico profondo per fornire un nuovo, a buon mercato e la prova veloce per la malattia di Lyme della fase iniziale.

I ricercatori hanno progettato una piccola unità che è destinata per trovare la presenza del batterio in campioni di sangue. Usa una pila di documenti functionalized come la materia prima e membrana di percezione. La pila di carta functionalized con sette antigeni batterici come pure un peptide artificiale, localizzato in 13 punti. L'unità è esposta al siero che passa verticalmente per le pile, di modo che gli anticorpi ai batteri possono legare ai punti. Gli anticorpi rilegati poi sono trattati con una soluzione colore-cambiante che mostrerà che quanto limita l'anticorpo è presente.

I punti colorati sono fotografati facendo uso ad un di un lettore basato a telefono astuto su misura. L'analisi dei cambiamenti di colore poi è effettuata basata su una rete neurale sviluppata per questo studio, che è capace in profondità dell'apprendimento determinare se il campione è negativo per la malattia o il positivo. Ciò è basata sulla presenza di anticorpo che lega ad un sottoinsieme ottimale dell'obiettivo peptide/dell'antigene selezionato dall'algoritmo di apprendimento profondo.

L'unità è stata collaudata su 50 campioni, alcuni di cui erano positivi e una certa quantità negativa per le fasi iniziali di malattia di Lyme.

I risultati

I risultati hanno indicato che era più di 86% specifico e preso di 96% quasi dei campioni positivi. Ciò è molto superiore a quella delle prove attuali, che è inferiore a 50%. Inoltre, la prova è completata in circa 15 minuti piuttosto che le più di 24 ore della prova a due stadi esistente. Egualmente viene ad un basso costo incredibilmente di soltanto 42 centesimi confrontati al costo superiore $400 di test sierologico convenzionale.

Implicazioni

Questo genere di metodologia di prova permetterà la prova di punto-de-cura per la malattia di Lyme nelle fasi più iniziali. I vantaggi possibili di questa applicazione novella, oltre a quelli detti precedentemente, comprendono la capacità di ottimizzare la selezione degli antigeni, per raggiungere il bilanciamento desiderato dei falsi positivi e dei falsi negativi nella fase diagnostica definitiva ed il potenziale per lo sviluppo e l'inclusione degli antigeni più sensibili e più stabili che possono permettere una prestazione ancora migliore.

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

Written by

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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