Микрочип для дифференциальной диагностики диабета
Исследователи Стэнфордского университета, работающие под руководством доктора Брайана Фельдмана (Brian Feldman), разработали дешевый портативный тест на основе микрочипа для диагностики сахарного диабета 1 типа. Его применение позволит ускорить диагностику заболевания, а также изучить процессы, лежащие в основе его развития.
В настоящее время существует выраженная потребность в усовершенствовании дифференциальной диагностики сахарного диабета 1 и 2 типа. Это обусловлено наблюдающимися в последние годы изменениями в структуре заболеваемости, снижающими эффективность диагностики, традиционно основывающейся на оценке таких факторов, как возраст, этническая принадлежность и масса тела.
Несколько десятилетий назад сахарный диабет 1 типа диагностировали только у детей (за редким исключением), а сахарный диабет 2 типа – практически всегда у людей среднего возраста, имеющих лишний вес. Это различие было настолько выражено, что лабораторное подтверждение диагноза считалось излишним и часто не проводилось из-за его сложности и дороговизны. Сегодня на фоне эпидемии детского ожирения примерно каждый четвертый ребенок на момент постановки диагноза имеет сопутствующий диабет 2 типа. В то же время по непонятной причине диабет 1 типа все чаще диагностируется у взрослых.
Сахарный диабет 1 типа – аутоиммунное заболевание, вызываемое разрушением инсулинпродуцирующих бета-клеток поджелудочной железы собственной иммунной системой. Это приводит к прекращению синтеза инсулина – гормона, необходимого для утилизации углеводов. Дифференцировать это заболевание от сахарного диабета 2 типа позволяет анализ на содержание в крови специфичных к бета-клеткам ауто-антител. Результаты последних исследований свидетельствуют о том, что ранняя диагностика и агрессивное лечение диабета 1 типа значительно улучшают долгосрочный прогноз для пациента, по всей видимости, за счет сохранения части инсулинпродуцирующих клеток.
В настоящее время для выявления ауто-антител применяют радиоиммунный и иммуноферментный методы, проведение которых требует достаточно больших временных и финансовых затрат, а также специальной подготовки и оборудования. Предложенный авторами микрочип, напротив, не использует радиоактивные изотопы, обеспечивает получение результата в течение нескольких минут и требует лишь минимальной подготовки. Оценочная стоимость одного чипа, позволяющего произвести до 15 тестов, составляет всего лишь около 20 долларов США. Для одного теста достаточно капли капиллярной крови из пальца пациента.
Схематичное изображение микрочипа (из статьи в Nature Medicine).
В основе работы чипа лежит флуоресцентый метод идентификации антител. Предложенное исследователями новшество заключается в том, что на формирующие основу микрочипа стеклянные пластинки наносятся золотые наночастицы, усиливающие флуоресценцию и обеспечивающие таким образом высокую чувствительность выявления антител. Для валидации микрочипа использовали образцы крови пациентов с недавно диагностированным диабетом и людей, не имеющих этого заболевания.
Помимо дифференциальной диагностики заболевания новый микрочип можно применять для выявления предрасположенности к сахарному диабету 1 типа у людей, входящих в группу риска, в том числе у близких родственников пациентов. Теоретически его можно даже использовать для скрининга больших популяций.
Разработчики уже подали пакет документов на патентирование микрочипа и планируют создать компанию, которая будет заниматься усовершенствованием метода и его продвижением.
Статья Bo Zhang et al. A plasmonic chip for biomarker discovery and diagnosis of type 1 diabetes опубликована в журнале Nature Medicine.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Stanford University Medical Center:
Researchers invent nanotech microchip to diagnose type-1 diabetes.
15.07.2014