Создан микрочип для более быстрой и простой диагностики диабета 1-го типа, оценки риска и разработки биомаркеров

Исследователи добились успеха в разработке недорогого портативного теста на основе нанотехнологического микрочипа для диагностики сахарного диабета 1-го типа, чтобы ускорить диагностику и скрининг, а также обеспечить новые подходы к изучению того, как развивается болезнь.

Тест на основе микрочипа на сахарный диабет 1-го типа (СД1) был изобретен командой из Стэнфордского университета (Стэнфорд, штат Калифорния, США) под руководством Брайана Фельдмана (Brian Feldman) из медицинского факультета Стэнфордского университета, доктора медицины, доктора философии, ассистент-профессора детской эндокринологии, обладателя стипендии благотворительного фонда Бектеля в области детской трансляционной медицины и детского эндокринолога в детской больнице Люсиль Паккард в Стэнфорде. Данный тест различает две основные формы сахарного диабета: СД1, будучи аутоиммунным заболеванием, имеет аутоантитела, которые отсутствуют при диабете 2-го типа (СД2). До сих пор для проведения подобных различий требовался медленный, дорогой тест, доступный только в современных медицинских учреждениях. Новый портативный и недорогой тест может быть выполнен вне больницы и способен улучшить обслуживание пациентов по всему миру; в том числе удовлетворяя глобальные потребности во многих частях света, где старый тест слишком дорого и трудно выполнить. Исследователи ожидают одобрения устройства Управлением США по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств (FDA).


Прежний медленный тест обнаруживает аутоантитела с помощью радиоактивных материалов, занимает несколько дней, может быть выполнен только высококвалифицированным персоналом лаборатории и стоит несколько сотен долларов на одного пациента. В противоположность этому новый метод относительно недорогого микрочипа не использует радиоактивность, дает результаты в течение нескольких минут и требует для выполнения минимальной подготовки. Каждый чип, с ожидаемой стоимостью при производстве около 20 долларов США, может быть использован для проведения более 15 тестов. Микрочип также использует гораздо меньший объем крови, чем анализы старого образца: вместо взятия крови в лаборатории процедура может быть проведена посредством получения крови из пальца.

"С выпуском нового теста мы не только надеемся начать более эффективно диагностировать диабет, но и сможем лучше понять это заболевание в более широком смысле - его течение, а также влияние новых методов лечения на организм", — сказал профессор Фельдман. Более качественное тестирование также необходимо, поскольку последние изменения относительно того, у кого обнаруживается СД1 против СД2, предполагают риски в случае классификации пациентов на основе их возраста, этнической принадлежности или веса, как это было распространено в прошлом, из-за резких различий, которые больше не существуют. Дешевый портативный тест в кабинете врача поможет уберечь взрослых пациентов от получения неверного лечения вследствие некорректной диагностики СД2. Кроме того, появляется все больше доказательств, что ранние интенсивные новые методы лечения СД1 улучшают долгосрочные прогнозы пациентов, возможно путем прекращения аутоиммунной атаки на поджелудочную железу, с сохранением некоторой способности организма вырабатывать инсулин.

В дополнение к новым заболевшим диабетом и лицам, которые подвергаются риску развития СД1, для близких родственников таких пациентов также открылась возможность получить преимущество от данного теста, поскольку он позволит врачам быстро и дешево отслеживать их уровни аутоантител до появления симптомов. Кроме того, из-за низкой стоимости тест может обеспечить первый широкий скрининг на аутоантитела к СД1, чтобы выявить находящихся в опасности в популяции в целом. Тест будет также способствовать тестированию на добровольцах в таких программах, как "TrialNet" – исследование в масштабе США, которое контролирует риск родственников больных СД1.

"Аутоантитела действительно являются «хрустальным шаром предсказаний», — сказал профессор Фельдман. — Даже если у вас еще нет диабета, когда в вашей крови присутствует одно аутоантитело, связанное с диабетом, вы подвергаетесь значительному риску; с несколькими аутоантителами риск составляет более 90%. Сейчас у нас появились шансы выявлять людей до того, как у них разовьется заболевание. С предыдущим тестом нечего было и думать о таких возможностях, так как он был слишком дорогостоящим и трудоемким".

Микрочип (плазмонный чип) основан на выявлении антител с помощью флуоресценции. Инновация команды состоит в том, что стеклянные пластины, формирующие базу каждого микрочипа, покрыты массивом островков золота размером с наночастицу, которые усиливают сигнал флуоресценции, что позволяет надежно обнаруживать антитела. Тест был подтвержден при использовании образцов крови от людей с впервые выявленным диабетом и от людей, не страдающих диабетом. Образцы крови из обеих групп были проверены как с помощью старого анализа, так и с помощью теста на основе микрочипа.

Исследование, проведенное авторами Чжаном Б. (Zhang B), Кумаром Р.Б. (Kumar Р.Б.), Хонжи Д. (Honjie D.) и Фельдманом Б.Дж. (Feldman B.J.), было представлено в журнале Nature Medicine 13 июля 2014 года (опубликовано онлайн перед печатью).

Ссылки по теме:
Стэнфордский университет
Факультет медицины Стэнфордского университета