Неинвазивно ръчно устройство разпознава биомаркерите на болестта на Алцхаймер и Паркинсон
Международен екип от откриватели е създал портативно неинвазивно устройство, което може да открива биомаркерите на заболяванията на Алцхаймер и Паркинсон. Биосензорът предава резултатите от теста на преносим компютър или смарт телефон посредством безжична връзка. Устройството е било сполучливо тествано върху проби от пациенти. То се основава на електрически, а не на химически способ за разкриване, което съгласно откривателите го прави по-лесно за потребление и по-точно. Учените възнамеряват спомагателни проби с потребление на слюнка и урина.
Съвременните способи за проучване на заболяванията на Алцхаймер и Паркинсон изискват взимане на гръбначен мозък и образни проучвания, в това число ядрено-магнитен резонанс. В резултат на това ранното разкриване на заболяването е мъчно, защото пациентите отхвърлят инвазивни процедури. Много хора със признаци на заболяването мъчно пътуват или нямат достъп до здравни заведения.
Изследователите желаят да разработят тест, основан на електрическа детекция, който да разрешава неинвазивно разкриване на бета-амилоидните пептиди и тау пептидите (биомаркерите на заболяването на Алцхаймер) и на протеините на алфа-синуклеина (биомаркерите на заболяването на Паркинсон), изключително от слюнка и урина. Устройството предава по безжичен път резултатите от анализите на фамилията и лекарите на пациента. За да осъществят това, учените приспособяват устройство, създадено по време на Covid-19 пандемията от, за разкриване на протеини, характерни за SARS-CoV-2.
Устройството се състои от чип с високочувствителен транзистор, прочут като транзистор с резултат на полето (FET). В този случай всеки транзистор е направен от пласт графен с дебелина един атом. Той съдържа и три електрода – сорс и дрейн електроди, свързани с позитивния и негативния полюс на батерията, с цел да разрешат протичането на ток, и гейт електрод, който контролира количеството ток, протичащо през устройството.
Към устройството е обвързвана ДНК верига, която работи като сонда и има способността да се свързва с избрани протеини, като бета-амилоида, тау протеина или синуклеина. Когато тези амилоиди се свържат с ДНК сондата, наречена апамер, тя трансформира електрическия ток сред двата електрода на устройството. Тази смяна в тока или напрежението е сигнал, който може да се употребява за разкриване на специфичните маркери като амилоиди или протеини, свързани с COVID-19.
Изследователският екип тества устройството с амилоидни протеини, получени от мозъците на умряли пациенти с Алцхаймер и Паркинсон. Експериментите демонстрираха, че биосензорите могат да откриват характерните биомаркери за двете положения с висока акуратност, наедно със съществуващите способи. Тестовете ще изискват дребен брой проби – единствено няколко микролитра. Устройството работи вярно даже когато оценените проби съдържат други протеини. Вярно е, че тау протеините се откриват по-трудно. Но защото устройството изследва три разнообразни биомаркера, то може да комбинира резултатите от трите, с цел да получи благонадежден общ резултат.
Устройството може да бъде модифицирано, с цел да открива биомаркерите на други болести. Следващите стъпки включват тестване на кръвната плазма и гръбначно-мозъчната течност с устройството, а най-после и проби на слюнка и урина. Тестовете ще се организират в лечебни заведения и старешки домове. Ако те са сполучливи, учените възнамеряват да аплайват за регулаторно утвърждение. Крайната цел е устройството да бъде пуснато на пазара до една година.
