Wykrywanie biomarkerów chorób
Potencjalne zagrożenia dla organizmu to na przykład substancje ze środowiska zewnętrznego, takie jak bakterie czy pyłki. Odpowiedź immunologiczną mogą wywoływać substancje wytwarzane w organizmie, takie jak toksyny czy nawet komórki tkanki samego organizmu (odpowiedź autoimmunologiczna). Przeciwciała służą do zwalczania wrogich organizmów, natomiast substancje, które wywołują wytwarzanie przeciwciał, nazywane są antygenami. Antygeny znajdują się najczęściej na powierzchni podejrzanych komórek. Przeciwciało wiąże się z konkretnym antygenem, unieruchamiając go do momentu zniszczenia go lub usunięcia przez inne komórki odpornościowe. Badania doświadczalne wykazują, że przeciwciała umieszczone na matrycy przewodzącej ładunki elektryczne wytwarzają prąd elektryczny podczas tymczasowego związania z antygenami. Europejscy naukowcy postanowili poznać charakter i podstawy mechanizmu przesyłania sygnałów przez te nanostrukturalne łącza, zakładając projekt "Elektroniczne połączenia odpornościowe i nanotechnologia powierzchni: podejście heterodoksyjne" (Elisha). Dokładne poznanie mechanizmów tych zjawisk oraz stworzenie odpowiedniej specjalistycznej aparatury elektronicznej pozwoliło na zbudowanie różnych nowatorskich, niedrogich i niezawodnych immunoczujników do zastosowań w diagnostyce medycznej. Opracowanie metod produkcji pozwoliło na zbudowanie immunoczujnika wykrywającego marker raka prostaty, tj. antygen swoisty dla prostaty (PSA). Urządzenie umożliwia wykrywanie PSA przy dużo mniejszym stężeniu niż we krwi, będącej konwencjonalną próbką biologiczną stosowaną w testach. Podobne rezultaty osiągnięto także w przypadku biomarkera urazów, takich jak udar czy zawał serca. Inny czujnik pozwala na wykrywanie biomarkera mikro-hemoglobinurii, choroby objawiającej się przedostawaniem się niewielkich ilości krwi do moczu. Systemy immunoczujników Elisha zastosowano w prostych przenośnych urządzeniach wykorzystujących algorytmy szybkiego przetwarzania sygnałów. Nadają się one do użycia w zastosowaniach mobilnych (np. ambulansach), jak również w domowej opiece zdrowotnej do natychmiastowego przetwarzania danych oraz filtrowania nieswoistych reakcji wiązania. Metoda stworzona w ramach projektu Elisha stanowi zatem szablon, w oparciu o który można tworzyć niezliczone konfiguracje immunoczujników do szybkiego i niezawodnego wykrywania antygenów występujących w bardzo małych ilościach. Komercjalizacja tej techniki powinna znacząco usprawnić diagnostykę medyczną i przyczynić się do poprawy zdrowia wielu osób.
