Origami-diagnostisk enhed tilbyder overkommelige malariadiagnoser

Simple foldede ark vokspapir kunne hjælpe med at bringe overkommelige, pålidelige felttests for sygdomme som malaria til fjerntliggende dele af udviklingslandene, siger videnskabsmænd.

I et nyt papir med titlen "Papirbaseret mikrofluidik til diagnosticering af malaria i landlige miljøer med lav ressource, " offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences , forskere fra universiteter i Skotland og Kina, arbejder sammen med sundhedsministeriet i Uganda, beskriv for første gang, hvordan foldet papir i origami-stil, forberedt med en printer og en varmeplade, har hjulpet med at opdage malaria med 98 % følsomhed hos inficerede deltagere fra to folkeskoler i Uganda.

Malaria er en af ​​verdens førende årsager til sygdom og død, påvirker mere end 219 millioner mennesker i 90 lande over hele kloden, og dræbte 435, 000 mennesker alene i 2017.

Et væsentligt problem for at standse og vende spredningen af ​​sygdommen er at diagnosticere den hos mennesker, der er inficerede, men som ikke viser nogen symptomer, et problem, som kun kan løses ved udbredte feltforsøg. Imidlertid, nuværende test, som er afhængig af en proces kendt som polymerasekædereaktion (PCR), kan kun udføres under laboratorieforhold, gør dem uegnede til brug på fjerntliggende steder.

Holdet, ledet af forskere fra University of Glasgow i samarbejde med Shanghai Jiao Tong University og sundhedsministeriet i Uganda, har udviklet en ny tilgang til diagnostik. Den bruger papir til at forberede patientprøver til en anden type detektionsproces kendt som loop-medieret isotermisk amplifikation, eller LAMPE, som er mere bærbar og bedre egnet til brug i marken.

Origami-platformen bruger en kommercielt tilgængelig printer til at belægge papiret i mønstre lavet af vandafvisende voks, som derefter smeltes på en kogeplade, binder voksen til papiret.

En blodprøve taget fra en patient via fingerstik placeres i en kanal i voksen, så er papiret foldet, at lede prøven ind i en smal kanal og derefter tre små kamre, som LAMP-maskinen bruger til at teste prøvernes DNA for tegn på Plasmodium falciparum, den myggebårne parasitart, som forårsager malaria. Testen kan gennemføres på stedet på mindre end 50 minutter.

Professor Jonathan Cooper fra University of Glasgows School of Engineering er papirets hovedforfatter. Han sagde:"Vi testede vores tilgang med frivillige fra to folkeskoler i Mayuge- og Apac-distrikterne i Uganda. Vi tog prøver fra 67 skolebørn, under streng etisk godkendelse, og kørte diagnostiske tests i feltet ved hjælp af optiske mikroskopiteknikker, guldstandardmetoden i disse lave ressourcer, en kommerciel hurtig diagnostisk procedure kendt som en lateral flowtest og vores LAMP-tilgang. Vi udførte også PCR tilbage i Glasgow, på prøver indsamlet i marken.

"Vores diagnostiske tilgang diagnosticerede malaria korrekt i 98 % af de inficerede prøver, vi testede, markant mere følsom end både mikroskopi- og lateral flowtest, som leverede henholdsvis 86 % og 83 %.

"Det er et meget opmuntrende resultat, som tyder på, at vores papirbaserede LAMP-diagnostik kunne hjælpe med at levere bedre, hurtigere, mere effektiv testning for malariainfektioner i områder, der i øjeblikket er underbetjent af tilgængelige diagnostiske teknikker."

Dr. Julien Reboud fra University of Glasgows School of Engineering spillede en nøglerolle i udviklingen af ​​den nye diagnostiske teknik.

Dr. Reboud sagde:"Dette er udfordrende miljøer for enhver test af denne type, uden adgang til den slags køling, særligt udstyr og træning, som mere traditionelle diagnostiske procedurer kræver, så det er meget opmuntrende, at de diagnostiske teknikker, vi har udviklet, har vist sig at være så følsomme og pålidelige.

"Med stigende malariainfektioner i 13 berørte lande ifølge en rapport fra Verdenssundhedsorganisationen udgivet sidste år, det er afgørende, at nye diagnoseformer når de mennesker, der har brug for dem, og vi er forpligtet til at udvikle vores tilgang til papirbaseret LAMP-diagnostik yderligere efter denne opmuntrende undersøgelse."