Мікрочіп для диференціальної діагностики діабету

Дослідники Стенфордського університету, що працюють під керівництвом доктора Брайана Фельдмана (Brian Feldman), розробили дешевий портативний тест на основі мікрочіпа для діагностики цукрового діабету 1 типу. Його застосування дозволить прискорити діагностику захворювання, а також вивчити процеси, що лежать в основі його розвитку.

В даний час існує виражена потреба в удосконаленні диференціальної діагностики цукрового діабету 1 і 2 типу. Це обумовлено спостерігаються в останні роки змінами в структурі захворюваності, що знижують ефективність діагностики, традиційно грунтується на оцінці таких факторів, як вік, етнічна приналежність і маса тіла.

Кілька десятиліть тому цукровий діабет 1 типу діагностували лише у дітей (за рідкісним винятком), а цукровий діабет 2 типу - практично завжди у людей середнього віку, що мають зайву вагу. Ця різниця була настільки виражена, що лабораторне підтвердження діагнозу вважалося зайвим і часто не проводилося через його складність і дорожнечу. Сьогодні на тлі епідемії дитячого ожиріння приблизно кожна четверта дитина на момент постановки діагнозу має супутній діабет 2 типу. У той же час з незрозумілих причин діабет 1 типу все частіше діагностується у дорослих.

Цукровий діабет 1 типу - аутоімунне захворювання, яке викликається руйнуванням инсулинпродуцирующих бета-клітин підшлункової залози власної імунної системою. Це призводить до припинення синтезу інсуліну - гормону, необхідного для утилізації вуглеводів. Диференціювати це захворювання від цукрового діабету 2 типу дозволяє аналіз на вміст в крові специфічних до бета-клітин ауто-антитіл. Результати останніх досліджень свідчать про те, що рання діагностика і агресивне лікування діабету 1 типу значно покращують довгостроковий прогноз для пацієнта, по всій видимості, за рахунок збереження частини инсулинпродуцирующих клітин.

В даний час для виявлення ауто-антитіл застосовують радіоімунний і імуноферментний методи, проведення яких вимагає чималих часових і фінансових витрат, а також спеціальної підготовки і обладнання. Запропонований авторами мікрочіп, навпаки, не використовує радіоактивні ізотопи, забезпечує отримання результату протягом декількох хвилин і вимагає лише мінімальної підготовки. Оціночна вартість одного чіпа, що дозволяє зробити до 15 тестів, становить всього лише близько 20 доларів США. Для одного тесту досить краплі капілярної крові з пальця пацієнта.

Схематичне зображення мікрочіпа (зі статті в Nature Medicine).

В основі роботи чіпа лежить флуоресцент метод ідентифікації антитіл. Запропоноване дослідниками нововведення полягає в тому, що на формують основу мікрочіпа скляні пластинки наносяться золоті наночастинки, які посилюють флуоресценцию і забезпечують таким чином високу чутливість виявлення антитіл. Для валідації мікрочіпа використовували зразки крові пацієнтів з недавно діагностованим діабетом і людей, які не мають цього захворювання.

Крім диференціальної діагностики захворювання новий мікрочіп можна застосовувати для виявлення схильності до цукрового діабету 1 типу у людей, що входять до групи ризику, в тому числі у близьких родичів пацієнтів. Теоретично його можна навіть використовувати для скринінгу великих популяцій.

Розробники вже подали пакет документів на патентування мікрочіпа і планують створити компанію, яка буде займатися удосконаленням методу і його просуванням.

Стаття Bo Zhang et al. A plasmonic chip for biomarker discovery and diagnosis of type 1 diabetes опублікована в журналі Nature Medicine.

Євгенія Рябцева
Портал «Вічна молодість» http://vechnayamolodost.ru за матеріалами Stanford University Medical Center:
Researchers invent nanotech microchip to diagnose type-1 diabetes .

15.07.2014