Nowe punktowe metody nanodiagnostyki podnoszą jakość opieki zdrowotnej
Lekarze pracujący w lokalizacjach o dużych skupiskach migrantów, w krajach o słabo rozwiniętej infrastrukturze laboratoryjnej lub w innych wymagających sytuacjach często muszą mieć możliwość szybkiego przebadania dużej populacji w sposób niescentralizowany. Skorzystaliby na tym również pacjenci wymagający badań przesiewowych, ponieważ nie musieliby odbywać dalekich podróży w tym celu, a także pacjenci cierpiący na schorzenia wymagające szybkich działań, takie jak podejrzewana przewlekła białaczka szpikowa. W ramach finansowanego ze środków UE projektu Nano4 opracowano szybkie, dokładne i tanie punktowe narzędzia diagnostyczne do identyfikacji niektórych wirusów, patogenów i typów nowotworów. Dzięki tej technologii osoby odpowiedzialne za podejmowanie decyzji w sektorze służby zdrowia będą mogły szybciej podejmować odpowiednie działania, ratować życie, zmniejszać ból i eliminować błędy. Technologia ta może nawet zapobiegać epidemiom. Przełomowa technologia do diagnostyki molekularnej Platforma stworzona w ramach projektu Nano4 umożliwia zdiagnozowanie choroby poprzez wykorzystanie detektora barw (detekcja kolorymetryczna) do zmiany właściwości nanocząstek. Po pobraniu próbki od pacjenta, na przykład plwociny (śliny i śluzu) lub moczu, ekstrahuje się kwasy nukleinowe, które następnie miesza się z nanosondami ze złota. Obecność sygnaturowych sekwencji kwasów nukleinowych, o której świadczy aktywność nanocząstek złota w mieszaninie, jest następnie wychwytywana przez nanosondy, co pozwala na identyfikację drobnoustrojów i/lub genów chorobotwórczych. Roztwór ma początkowo intensywną, czerwoną barwę. Jeżeli po dodaniu detektora roztwór zmieni kolor na niebieski, będzie to oznaczało to, że cząsteczka chorobowa jest nieobecna. Jeżeli barwa pozostanie czerwona, wskazuje to na obecność czynnika chorobotwórczego. „Ponieważ platforma Nano4 jest bardzo wrażliwa, umożliwia natychmiastowe zbadanie próbki pod kątem obecności lub braku choroby”, mówi koordynator projektu i założyciel firmy Nano4 Global, Filipe Assoreira. Ten ogromny potencjał diagnostyki molekularnej stanowił jednocześnie wielkie wyzwanie dla zespołu projektu. Jak wyjaśnia prof. Pedro Baptista (główny dyrektor naukowy w firmie Nano4 Global), „platforma Nano4 jest przykładem przełomowej technologii, ponieważ można ją zastosować do badania dowolnej choroby lub schorzenia z sygnaturą molekularną (RNA/DNA). Musieliśmy więc mocno się postarać, aby jasno pokazać potencjalnym odbiorcom na rynku, jak można ją zintegrować w łańcuchu wartości, tak aby przyniosła korzyści zarówno pacjentom, jak i całek branży”. Dotychczas zespół projektu Nano4 zweryfikował zastosowanie technologii do diagnostyki szeregu stanów, w tym patogenów (Zika, MRSA, salmonella) i typów nowotworów (rak płuca, rak okrężnicy, białaczka). Najpowszechniejszym zastosowaniem będzie prawdopodobnie testowanie pod kątem antybiotykooporności – przemysł medyczny już zainwestował w kluczowe programy. Jednocześnie wspomagające narzędzia diagnostyczne (do identyfikacji specyficznych biomarkerów towarzyszących leczeniu) i narzędzia do diagnostyki nowotworów stanowią obszary, w których technologia Nano4 może najszybciej się rozwijać w nadchodzących latach. Diagnostyka pacjentów w obszarach o ograniczonym dostępie do skutecznych metod diagnostycznych Zespół projektu odniósł już wiele sukcesów. Prof. Baptista, wspominając współpracę z prof. Alexandrą Fernandes (głównym dyrektorem operacyjnym w firmie Nano4 Global), mówi: „Poprzez zastosowanie platformy Nano4 do leczenia przewlekłej białaczki szpikowej lekarze zyskali dodatkowe narzędzie ułatwiające diagnostykę. W trakcie projektu pomogliśmy zespołowi klinicznemu w ponownej ocenie jednego pacjenta pod kątem postępu choroby i terapii, co uratowało mu życie”. Aby wykazać pełne możliwości zastosowania technologii Nano4 na dużą skalę, zespół projektu posłużył się przykładem gruźlicy. Ponieważ gruźlica występuje głównie w krajach o słabo rozwiniętej infrastrukturze laboratoryjnej, stanowi dobrą okazję do zaprezentowania pełnego potencjału tej technologii w zmniejszaniu finansowych i czasowych obciążeń systemów opieki zdrowotnej. Mówiąc o podstawowej motywacji zespołu, pan Assoreira entuzjastycznie podkreśla: „Dyskusja na temat zastosowań metodologicznych platformy Nano4 przypomina nam, dlaczego rozpoczęliśmy pracę nad projektem – aby umożliwić diagnozowanie pacjentów w obszarach o ograniczonym dostępie do skutecznych metod diagnostycznych. Wspominanie naszych wyjazdów do Afryki i Brazylii z pacjentami, klinicystami i personelem medycznym, motywuje nas do zapewnienia pracownikom pierwszej linii zrównoważonych metod diagnostycznych w celu poprawy jakości życia. Obecnie zespół projektu Nano4 zamierza pozyskać certyfikat CE na potrzeby diagnostyki in vitro (IVD) i przeprowadzić pełną walidację wydajności w celu zwiększenia skali produkcji.
Słowa kluczowe
Nanotechnologia, diagnostyka, nanosondy, nanocząstki, rak, gruźlica, antybiotykooporność, biomarker, diagnostyka molekularna, patogeny, punktowy
