Новая портативная лаборатория на чипе, разработанная в Мичиганском университете, может определять присутствие антител COVID-19 в крови с большей скоростью и эффективностью, чем нынешний стандарт "иммуноферментный анализ" или технология ELISA.
С помощью стартапа Optofluidic Bioassay U-M и Центра открытий и инноваций Hackensack Meridian в Нью-Джерси исследователи показали, что устройство может определять концентрацию антител COVID-19 в крови человека за 15 минут. Этот процесс обычно занимает от нескольких часов до нескольких дней.
А устройство U-M, которое на самом деле представляет собой миниатюрный ИФА, может достигать более быстрых результатов с меньшим количеством крови. Работа имеет особое значение для проверки использования плазмы выздоравливающих в качестве средства лечения COVID-19. Статья о результатах опубликована в журналах «Биосенсоры и биоэлектроника».
"Это исследование показывает, какую важную роль микрофлюидика может сыграть как в спасении жизней, так и в спасении расходов во время пандемии COVID-19," сказал Сюйдун (Шерман) Фан, профессор биомедицинской инженерии в Университете штата Мичиган и соучредитель Optofluidic Bioassay.
Микрожидкостные устройства сжимают несколько лабораторных функций на одном чипе, измеряемом в миллиметрах или сантиметрах. Они не только требуют меньшего размера выборки, но и повышают точность. Эта конкретная система может определять уровни концентрации антител, которые могут сильно варьироваться от донора плазмы к донору.
В частности, устройство U-M определяет наличие и количество нейтрализующего иммуноглобулина – антител, вырабатываемых иммунной системой в течение 7-10 дней после заражения COVID-19. Только доноры с высокими уровнями могут предоставить образцы, которые могут быть эффективными при лечении, например, при плазмотерапии выздоравливающих.
Лечение включает в себя забор крови у субъектов, у которых ранее был диагностирован COVID-19, а затем выделение плазмы – жидкой части крови, содержащей антитела. Затем эти антитела вводятся пациентам терапевтически в попытке усилить иммунный ответ.
В конце августа U.S. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов разрешило его для лечения COVID-19. Этот шаг, однако, не получил всеобщего одобрения, и многие медицинские эксперты заявили, что еще слишком рано определять эффективность лечения.
Чтобы подкрепить имеющиеся данные о лечении плазмой выздоравливающих, необходимо больше доноров с высокими концентрациями антител. Методология, разработанная этой командой, обеспечивает эффективный и действенный путь вперед.
"Плазма выздоравливающих – это лечение, которое может быть очень эффективным, но для того, чтобы иметь наилучшие шансы на успех, для него необходимы строгие стандарты, которые включают оценку наличия нейтрализующих антител с высоким титром," сказал Дэвид Перлин, доктор философии.D., главный научный сотрудник и старший вице-президент Центра открытий и инноваций Hackensack Meridian и один из авторов нового исследования. "В этой статье показано, как пороговые значения антител могут означать лучшее потенциальное лечение COVID-19, а также лучшие результаты."
Скрининг подходящих доноров обычно проводится с помощью стандартного ELISA, который требует обработки образцов и планшет-ридера размером с холодильник для проведения измерений. Задержки усугубляются тем, что образцы отправляются в лабораторию для анализа.
Подход «лаборатория на чипе» анализирует на месте и предоставляет количественные оценки с количеством крови укола пальца – 8 микролитров. Традиционный аппарат ELISA требует 100 микролитров для выполнения своей работы.