Dispozitiv portabil, neinvaziv, care poate detecta biomarkerii bolilor Alzheimer și Parkinson

O echipă internațională de cercetători a dezvoltat un dispozitiv portabil și non-invaziv care poate detecta biomarkeri pentru bolile Alzheimer și Parkinson. Acest biosenzor poate transmite rezultatele fără fir către un laptop sau un smartphone. Cercetările, prezentate în jurnalul Proceedings of the National Academy of Sciences, reprezintă un avans semnificativ în diagnosticarea acestor boli neurodegenerative.
Dispozitivul se bazează pe detectarea electrică, nu chimică, ceea ce, conform cercetătorilor, este mai ușor de implementat și mai precis. Profesorul Ratnesh Lal de la UC San Diego Jacobs School of Engineering, unul dintre autorii principali ai lucrării, susține că acest sistem de diagnostic portabil ar permite testarea la domiciliu și în puncte de îngrijire, precum clinici și cămine de bătrâni, pentru boli neurodegenerative la nivel global.

Până în anul 2060, aproximativ 14 milioane de americani vor suferi de boala Alzheimer, iar metodele actuale de testare pentru Alzheimer și Parkinson sunt invazive și implică puncții lombare și teste de imagistică, cum ar fi RMN-ul, ceea ce face dificilă detectarea timpurie a bolii. Dispozitivul dezvoltat ar putea simplifica semnificativ acest proces.

Dispozitivul, care a fost adaptat dintr-un dispozitiv dezvoltat în timpul pandemiei de COVID-19 pentru detectarea proteinelor spike și nucleoproteinelor din virusul SARS-CoV-2, constă într-un cip cu un tranzistor de înaltă sensibilitate, cunoscut ca tranzistor cu efect de câmp (FET). Fiecare tranzistor este format dintr-un strat de grafen cu grosimea unui atom și trei electrozi. La unul dintre electrozi este conectat un singur fir de ADN, care servește ca sondă ce se leagă specific de proteinele beta amiloid, tau sau alfa-sinucleină. Legarea acestor amiloizi cu sonda specifică de ADN modifică cantitatea de curent electric dintre electrozii sursă și drenaj. Această schimbare în curent sau tensiune este semnalul folosit pentru detectarea biomarkerilor specifici.

Echipa de cercetare a testat dispozitivul cu proteine amiloide derivate din creier de la pacienți decedați cu Alzheimer și Parkinson. Experimentele au arătat că biosenzorii au putut detecta biomarkerii specifici pentru ambele afecțiuni cu o precizie mare, comparabilă cu metodele existente de vârf. De asemenea, dispozitivul funcționează la concentrații extrem de scăzute, necesitând cantități mici de eșantioane.

Tehnologia a fost licențiată de UC San Diego către startup-ul biotehnologic Ampera Life. Profesorul Lal este președintele companiei, dar nu primește sprijin financiar pentru cercetarea sa din partea companiei. Următorii pași includ testarea plasmei sanguine și a lichidului cerebrospinal cu dispozitivul, urmată de probe de salivă și urină. Testele vor avea loc în spitale și cămine de bătrâni. Dacă aceste teste sunt reușite, Ampera Life plănuiește să solicite aprobarea FDA pentru dispozitiv, sperând în următoarele cinci sau șase luni. Scopul final este ca dispozitivul să fie disponibil pe piață într-un an.

sursa: Science Daily
foto: Bioengineering senior Armando Ramil holds the biosensor (David Baillot/UC San Diego Jacobs School of Engineering)