Технология на основе бумаги позволяет обнаруживать малярию

Население, проживающее в отдаленных сельских районах, могло бы получить преимущество от быстрой, высокочувствительной молекулярной диагностики на основе ДНК, чтобы обеспечить правильное и своевременное лечение инфекционных заболеваний.

Такая информация также становится все более актуальной в рамках глобальных мероприятий по ликвидации болезней, где тестирование бессимптомных пациентов в настоящее время считается важным для выявления резервуаров возбудителей инфекции. Тем не менее медицинские работники сталкиваются с практическими и материально-техническими проблемами при проведении таких тестов, которые часто предусматривают использование сложных контрольно-измерительных приборов и централизованных лабораторий.


Международная группа ученых во главе с Университетом Глазго (University of Glasgow; Глазго, Великобритания) разработала тест, который состоит из приготовления микрожидкостной пробы на основе бумаги оригами с использованием печати горячим воском для формирования каналов, которые либо отталкивают, либо притягивают кровь, проходящую через структуру под действием капиллярной силы перед обнаружением ДНК, специфичной для малярии. Почти все затраты на платформу в ее имеющемся виде связаны с лиофилизированными ферментами и реагентами, которые используются для запуска изотермической амплификации, что делает устройство достаточно чувствительным, чтобы различать болезнетворные патогены, даже когда они присутствуют в такой низкой концентрации, что у человека не проявляются симптомы.

Исследователи оценили эффективность устройства на 67 детях в возрасте от 6 до 12 лет в начальных школах в районах Уганды. Они сравнили эффективность устройства с двумя стандартными полевыми методиками, быстрым диагностическим тестом с помощью иммунохроматографического анализа и оптической микроскопией, а также с лабораторным анализом полимеразной цепной реакции в реальном времени (RT-PCR), проведенным ретроспективно. Тест позволил диагностировать виды малярии в цельной крови.

Микрожидкостное устройство оказалось высокочувствительным и специфичным, способным выявить малярию более чем у 98% инфицированных в двойном слепом исследовании, впервые проведенном на людях. Аналитическая чувствительность анализа на Plasmodium pan, который обнаруживает несколько видов Plasmodium (включая P. falciparum, P. malariae, P. vivax и P. ovale), составляла 105 МЕ/мл после 45-минутной амплификации. Анализ P. falciparum обнаружил только этот вид с таким же уровнем чувствительности, как и анализ на Plasmodium pan. Новый метод был более чувствительным, чем другие полевые эталонные методы, включая оптическую микроскопию и быстрые диагностические иммуноанализы, которые проводились опытной местной медицинской бригадой и выявляли малярию в 86% и 83% случаев соответственно.

Авторы пришли к выводу, что их результаты продемонстрировали, что микрожидкостные устройства на основе бумаги могут обеспечивать точную диагностику малярии в условиях ограниченных ресурсов с чувствительностью, которая выше, чем у современных диагностических тестов на малярию, используемых в полевых условиях (таких как микроскопия и быстрые диагностические тесты), и с характеристиками, аналогичными лабораторным ПЦР-тестам в реальном времени. Исследование было опубликовано 19 февраля 2019 года в журнале Proceedings of the National Academy of the Sciences.

Ссылки по теме:
Университет Глазго