Biosenzor ultrasensibil depistează fibroză hepatică în stadii incipiente cu o cantitate mică de sânge
O echipă de cercetare condusă de Jinsung Park de la Departamentul de Inginerie Biomechatronică al Universității Sungkyunkwan, în colaborare cu Pil-Soo Sung de la Colegiul de Medicină al Universității Catolice din Coreea și Si-Hyun Bae, președinte al Spitalului Eunpyeong St. Mary’s, a dezvoltat un biosenzor electrochimic ultrasensibil capabil să detecteze cu precizie „fibroza hepatică în stadii incipiente”, o afecțiune în care ficatul se întărește progresiv, folosind doar o cantitate mică de sânge.
Cercetarea reprezintă o realizare notabilă în convergența ingineriei și medicinei, deschizând o cale pentru identificarea anomaliilor hepatice prin analiza sângelui, fără durerea unei biopsii de țesut. Rezultatele au fost publicate online pe 6 iulie în revista internațională de renume Chemical Engineering Journal.
Fibroza hepatică este o afecțiune cronică a ficatului, în care țesutul hepatic se întărește treptat, asemănător cu un calus. Dacă este depistată devreme, această afecțiune poate fi adesea reversibilă prin modificări ale stilului de viață sau prin medicație. Cu toate acestea, din cauza lipsei simptomelor externe, depistarea timpurie a fost extrem de dificilă. Până acum, diagnosticul s-a bazat în principal pe biopsia hepatică, un proces în care un ac este introdus direct în ficat pentru a extrage țesut, sau pe teste imagistice costisitoare, ambele provocând disconfort pacienților și fiind greu de efectuat frecvent.
Echipa de cercetare s-a concentrat pe o proteină numită PICP, care este eliberată în fluxul sanguin pe măsură ce ficatul se întărește. Această proteină este produsă odată cu acumularea de colagen („țesut cicatricial”) în țesutul hepatic, servind ca un biomarker important care indică progresia fibrozei hepatice.
Platforma de diagnostic dezvoltată de echipă, numită FIB-EIS, constă dintr-un electrod din carbon acoperit cu nanoparticule de aur, pe care sunt atașate anticorpi care se leagă de proteina PICP. Atunci când PICP din sânge se leagă de acești anticorpi, se modifică proprietățile electrice (impedanța) ale suprafeței senzorului, o schimbare care poate fi măsurată cu precizie. Deoarece metoda citește substanța țintă direct prin semnale electrice, fără coloranți speciali sau prelucrări complexe, analiza este simplă și ar putea fi adaptată în viitor într-un dispozitiv de diagnostic portabil, asemănător cu un smartphone.
Sângele conține numeroase alte proteine care pot interfera cu diagnosticul. Pentru a face față acestei probleme, echipa a aplicat o tehnică pentru a bloca substanțele interferente de la aderarea la senzor. Drept urmare, biosenzorul a atins o sensibilitate ridicată, detectând cu precizie concentrații de biomarker de până la 0,81 pg/mL. În teste efectuate cu probe de sânge de la pacienți reali, platforma a distins între indivizi sănătoși și pacienți cu fibroză hepatică cu o sensibilitate de 95,24% și o specificitate de 100% (probabilitatea de a identifica corect persoanele sănătoase ca fiind sănătoase), demonstrând o performanță diagnostică excepțional de puternică.
Această cercetare este semnificativă prin faptul că demonstrează că bolile hepatice pot fi detectate devreme printr-un simplu test de sânge, fără a supune pacienții la durerea unei biopsii de țesut. Dacă această tehnologie poate fi dezvoltată în continuare într-un dispozitiv de diagnostic compact utilizabil chiar și în clinici locale, ne exprimăm speranța că va ajuta mulți oameni să detecteze și să gestioneze bolile hepatice înainte de a progresa.
Această cercetare a fost susținută de diverse programe de finanțare din partea Ministerului Științei și ICT, Fundația Națională de Cercetare din Coreea și Ministerul Sănătății și Bunăstării, inclusiv Programul de Dezvoltare a Tehnologiei Biomedicale, Programul de Cercetare pentru Cercetători de Mijloc de Carieră, Programul de Creștere Post-Doc, Bursă de Știință Sejong și Programul de Formare a Medicilor-Cercetători.
