Дыхательный тест для диагностики пневмонии за считанные минуты

В Массачусетском технологическом институте (MIT) разрабатывается новый тест, который может сделать диагностику пневмонии и других заболеваний легких такой же простой, как выдох в трубку.

Этот тест, получивший название PlasmoSniff, представляет собой портативный датчик размером с чип, который улавливает и обнаруживает биомаркеры — синтетические соединения, указывающие на наличие заболевания. Концепция заключается в том, что человек сначала вдыхает наночастицы, специально разработанные для присоединения к этим биомаркерам. Эти наночастицы открепляются от биомаркеров только в присутствии специфических ферментов, вырабатываемых организмом во время инфекции. Профессор Сангита Бхатия (Sangeeta Bhatia) и ее лаборатория годами работают над подобными наночастицами-датчиками.

Если человек здоров, наночастицы в конечном итоге циркулируют и выводятся из организма в неизменном виде. Однако у человека с таким заболеванием, как пневмония, ферменты отсекают биомаркеры, освобождая их для последующего выдоха и измерения.

В статье 2020 года лаборатория Бхатии продемонстрировала, что наночастицы можно использовать для обнаружения пневмонии в дыхании мышей, однако для измерений требовались лабораторные приборы, недоступные в большинстве кабинетов врачей. Теперь Лоза Тадессе (Loza Tadesse), доцент кафедры машиностроения, и ее коллеги показали, что они могут обнаруживать выдыхаемые биомаркеры пневмонии в чрезвычайно низких концентрациях с помощью усовершенствованной формы рамановской спектроскопии — оптической техники, при которой молекулы освещаются светом.

Ученые планируют интегрировать новый датчик в портативный прибор, который можно будет использовать как в клинических условиях, так и дома. «Мы предполагаем, что пациент будет вдыхать наночастицы и примерно через 10 минут выдыхать синтетический биомаркер, который сообщит о состоянии легких», — говорит Адитья Гарг (Aditya Garg), постдокторский исследователь MIT и ведущий автор научной работы.

Обнаружение таких заболеваний, как пневмония, не единственное потенциальное применение этой системы. «Она также может улавливать промышленные химикаты или загрязнители воздуха», — добавляет Тадессе.