Ein multidisziplinäres Forscherteam hat ein kostengünstiges Gerät entwickelt, das niedrige Pathogenkonzentrationen in Patientenproben erkennen kann. Das elektronische Verfahren ermöglicht die Erkennung von COVID-19, HIV und Tuberkulose noch vor dem Auftreten von Symptomen. Die bahnbrechende Technologie hat das Potenzial, die Medizinrevolution voranzutreiben.
Ein Meilenstein in der Medizintechnik
In einer Kooperation zwischen Mikrobiologen von Rutgers, der Karolinska Institutet, Yale und Stanford University ist ein bemerkenswertes Durchbruchsgadget entstanden, das die Welt der Gesundheitsversorgung revolutionieren könnte. Das Team hat ein preiswertes Gerät entwickelt, das mithilfe von elektronischer DNA-Detektion niedrige Pathogenkonzentrationen in Patientenproben aufspürt. Die bahnbrechende Forschung wurde im Journal „Science Advances“ veröffentlicht.
Die Lehren aus der Pandemie
Die globale Pandemie hat uns eine wichtige Lektion gelehrt: Wir benötigen ein preiswertes und benutzerfreundliches Gerät, das eine COVID-19-Infektion noch vor dem Auftreten von Symptomen erkennen kann. Die Isolation solcher Individuen könnte die Ausbreitung der Krankheit effektiv verhindern. Das Forschungsteam behauptet nun, ein solches Gerät entwickelt zu haben.
Ein elektronischer Spürsinn für Viren
Um ihr Gerät zu schaffen, hatten die Forscher die Vision, dass es virale DNA anstatt zirkulierender Antigene erkennen sollte. Dadurch könnte eine Infektion erkannt werden, noch bevor das Immunsystem stark beteiligt ist. Dies führte sie zur Verwendung der loopvermittelten isothermalen Amplifikationstechnologie (LAMP), um ein Point-of-Care (POC) Gerät zu entwickeln.
Die Funktionsweise besteht darin, die DNA eines Krankheitserregers zu konzentrieren und sie zu „Nanobällen“ zusammenzufassen. Diese Nanobälle können dann mithilfe eines elektronischen Signalgeräts getestet werden, das den einzigartigen Erreger identifiziert. Die Anzahl der Bälle in einer Probe gibt die Konzentration des Erregers an.
Vielseitige Anwendungsmöglichkeiten
Die Tests des Geräts an Speichelproben zeigten, dass es in der Lage ist, niedrige Konzentrationen von SARS-CoV-2, HIV und der Tuberkulosebakterien zu erkennen. Es stellte sich auch heraus, dass es kostengünstig in Massenproduktion hergestellt werden kann und klein genug ist, um an nahezu jedem Ort verwendet zu werden, selbst von ungeschultem Personal. Die Ergebnisse liegen zudem innerhalb von weniger als einer Stunde vor.
Das Gerät könnte auch zur Erkennung von bakteriellen Enzymen verwendet werden, die mit Erregern in Verbindung stehen, die gegen Antibiotika resistent werden. Die Forscher planen, ihre Forschung fortzusetzen, um das Gerät zu schützen und es so schnell wie möglich auf den Markt zu bringen.
Quellenangabe: Muhammad Tayyab et al., „Digitale Untersuchung zur schnellen elektronischen Quantifizierung von klinischen Erregern mithilfe von DNA-Nanobällen,“ Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adi4997
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