Srčana insuficijencija je vodeći uzrok smrti širom sveta i posebno je fatalna za ljude koji nemaju pristup medicinskim ustanovama. Dakle, tim istraživača ima za cilj da skrining srčane insuficijencije donese iz laboratorije u kuću. Njihov prototip elektrohemijskog biosenzora na mestu nege, koji podseća na prozirni test bočnog protoka za COVID-19, može meriti nivoe dva biomarkera za srčanu insuficijenciju za samo 15 minuta od samo kapi pljuvačke.
Trei Pittman, diplomirani student na Državnom univerzitetu Kolorado, predstaviće istraživanje svog tima na jesenjem sastanku Američkog hemijskog društva (ACS).
„Naš uređaj bi bio idealan za ljude koji su pod visokim rizikom od srčane insuficijencije, ali imaju ograničen pristup bolnici ili centralizovanoj laboratoriji“, kaže Pittman.
„Rad na ovom projektu za rešavanje zdravstvenih razlika u ruralnim oblastima i oblastima sa niskim resursima zaista me pogađa jer sam iz Misisipija, koji ima jednu od najviših stopa smrtnosti od srčane insuficijencije u Sjedinjenim Državama“, kaže on.
Srčana insuficijencija se odnosi na oslabljeni srčani mišić koji ne može da pumpa dovoljno oksigenisane krvi kroz telo. Trenutni zlatni standard za skrining srčane insuficijencije je test krvi koji dva puta godišnje daje zdravstveni radnik koji meri nivoe natriuretskog peptida tipa B (BNP), proteina koji ukazuje da srce radi previše.
Međutim, nova dostignuća u uređajima za pružanje nege mogu da izjednače poslovičnu zdravstvenu zaštitu jednostavnim testovima pljuvačke kod kuće. Takav test za skrining srčane insuficijencije može da primeni pojedinac da proveri zdravstveno stanje svakih nekoliko nedelja umesto svakih šest meseci, sugeriše Pittman. Do sada je široka upotreba prenosivih testova pljuvačke za zdravlje srca bila ograničena komplikovanim tehnikama proizvodnje i nedostatkom relevantnih podataka osim prisustva ili odsustva jednog biomarkera.
Pittman i kolege prihvatili su ove izazove i imaju obećavajuće rezultate o intuitivnom, jeftinom prototipu biosenzora, koji nazivaju elektrohemijski kapilarno vođen imunoesej (eCaDI).
Grupa Čarlsa Henrija na Državnom univerzitetu u Koloradu kombinovala je dve svoje prethodne inovacije kako bi stvorila platformu za ručno testiranje: mikrofluidni uređaj za pljuvačku i biosenzor za biomarker proteine Galetin-3 i S100A7. Grupa saradnika Chamindie Puniadeera na Univerzitetu Griffith u Australiji, kvantifikovala je nivoe galektina-3 i S100A7 u pljuvački koji su korelirali sa ishodima srčane insuficijencije.
eCaDI za srčanu insuficijenciju se sastoji od pet slojeva—poput sendviča: tri sloja prozirne, fleksibilne plastike koja se drži zajedno sa naizmeničnim slojevima dvostranog lepka.
„Uređaji se veoma lako sklapaju“, kaže Pitman. „Za otprilike 20 do 30 minuta možemo ih napraviti pet. eCaDI je za jednokratnu upotrebu, a istraživači procenjuju da svaki košta oko 3 dolara. Potenciostat, mali izvor napajanja za višekratnu upotrebu, prodaje se za oko 20 dolara.
U demonstracijama, istraživači su dodali standardizovane uzorke ljudske pljuvačke nivoima dva biomarkera koji bi ukazivali na srčanu insuficijenciju. Njihovi rezultati su pokazali da je eCaDI tačno otkrio količine galektina-3 i S100A7 u pljuvački.
„Ove demonstracije su prvi korak ka robusnom i neinvazivnom elektrohemijskom senzoru za biomarkere srčane insuficijencije“, kaže Pittman. U svom sledećem koraku, tim će testirati eCaDI na Univerzitetu Griffith u istraživanjima na ljudima sa zdravim pojedincima i onima sa srčanom insuficijencijom.
„Ovaj rad može pružiti polaznu tačku za nove platforme za testiranje pljuvačke na druge bolesti“, kaže Pittman. „To je tehnologija za koju mislim da bi na kraju mogla pomoći mnogim ljudima – posebno onima koji nemaju dovoljno usluge – da žive duže i zdravije.“
