Plaster na skórę umożliwia szybkie diagnozowanie gruźlicy

Międzynarodowy zespół naukowców opracował szybką, dokładną i nieinwazyjną metodę diagnozowania gruźlicy, choroby zakaźnej, która każdego roku zagraża życiu ponad 10 milionów ludzi na świecie. Rozwiązanie polega na stworzeniu plastra pochłaniającego związki charakterystyczne dla gruźlicy, które są wykrywane w uwięzionym nad skórą powietrzu.

Diagnozowanie gruźlicy wciąż pozostaje problemem. Szacuje się, że obecnie nierozpoznanych jest około 3 milionów aktywnych przypadków tej choroby na całym świecie, a jej nieswoiste objawy prowadzą do stawiania milionom pacjentów niepełnych lub opóźnionych diagnoz.

Istniejące testy diagnostyczne są niewystarczająco szybkie, czułe bądź specyficzne oraz zbyt skomplikowane dla miejsc o ograniczonych zasobach medycznych. Posiewy w kierunku prątków gruźlicy trwają na przykład od 4 do 8 tygodni, a przed postawieniem diagnozy i rozpoczęciem leczenia konieczne jest odbycie co najmniej 3 wizyt lekarskich. Kolejną poważną barierą są koszty – wymaz z plwociny kosztuje od 2,2 do 8,9 euro za pojedyncze badanie. Taka cena może okazać się w wielu przypadkach zaporowa, biorąc pod uwagę, że przeważająca większość przypadków gruźlicy występuje w krajach rozwijających się, a w niektórych z nich ludzie żyją zaledwie za 1 euro dziennie.

Potrzeba szybkiego, taniego testu bez potrzeby pobierania plwociny do diagnozowania gruźlicy doprowadziła do stworzenia plastra, który nakłada się na wewnętrzną stronę ramienia pacjenta. W skład plastra wchodzi kieszonka z materiału chłonnego wychwytującego różne charakterystyczne dla gruźlicy lotne związki organiczne uwalniane do krwiobiegu przez zakażone komórki, które można wykryć w uwięzionym nad skórą powietrzu. Jeśli wartości lotnych związków organicznych odbiegają od prawidłowego zakresu, wskazuje to na zakażenie lub wysokie ryzyko zakażenia gruźlicą. Lotne związki organiczne charakterystyczne dla gruźlicy są wykrywane ze skóry i umożliwiają diagnozę w miejscu opieki nad pacjentem przy użyciu specjalnie zaprojektowanego zestawu czujników opartych na nanomateriałach.

Skuteczność potwierdzona badaniami
Zespół badawczy przetestował swój chłonny plaster na skórę w badaniach klinicznych w Indiach i Republice Południowej Afryki. Grupa badawcza obejmowała osoby z nowo rozpoznaną i potwierdzoną czynną postacią gruźlicy, zdrowych ochotników oraz osoby z potwierdzoną niezakaźną jej postacią. Plaster okazał się wysoce skuteczny w diagnozowaniu choroby i spełnił kryteria Światowej Organizacji Zdrowia stawiane nowemu testowi na gruźlicę o wysokiej czułości i specyficzności, na który nie mają wpływu trudne czynniki, takie jak status zakażenia wirusem HIV i palenie tytoniu. Wyniki projektu opublikowano w czasopiśmie „Advanced Science”.

– Nasze wstępne badania, przeprowadzone na dużej liczbie uczestników w Indiach i w Republice Południowej Afryki, wykazały wysoką skuteczność w diagnozowaniu gruźlicy, zapewniając czułość na poziomie powyżej 90 proc. i specyficzność przekraczającą 70 proc. Wykazaliśmy, że gruźlicę można zdiagnozować dzięki związkom wydzielanym przez skórę. Naszym obecnym wyzwaniem jest zminimalizowanie rozmiaru zespołu czujników i wpasowanie go w strukturę plastra – powiedział główny autor badania dr Rotem Vishinkin, koordynator projektu A-Patch izraelskiego instytutu technologicznego Technion w komunikacie prasowym zamieszczonym na stronie internetowej Medical Dialogues.

Metoda A-Patch (Autonomous Patch for Real-Time Detection of Infectious Disease) umożliwia precyzyjne, szybkie, łatwe i tanie diagnozowanie pacjentów z gruźlicą bez konieczności angażowania specjalistycznego personelu medycznego. Co ważne, tę samą metodę można w przyszłości wykorzystać również do diagnozowania i monitorowania innych chorób, takich jak COVID-19, w krajach, które w największym stopniu potrzebują tego rodzaju rozwiązań.

Badania były prowadzone przy wsparciu ze środków UE.