25-minutters test kunne forenkle indledende diagnose af urinvejsinfektioner, bekæmpe antibiotikaresistens

Biologiske ingeniører ved University of Bath har udviklet en test, der kan hjælpe læger med hurtigt at diagnosticere urinvejsinfektioner (UTI'er), ved hjælp af et normalt smartphone-kamera.

I princippet ligner en graviditetstest, processen kan identificere tilstedeværelsen af ​​skadelige E. coli-bakterier i en urinprøve på kun 25 minutter. Ud over at være langt hurtigere end eksisterende test, det kunne gøre nøjagtig UTI-test mere tilgængelig i udviklingslande og fjerntliggende regioner takket være dets potentiale til at blive gjort bærbare, og langt billigere end eksisterende laboratoriebaserede tests.

E. coli er til stede i 80 procent af bakterielle urinvejsinfektioner, så hvis det bliver fundet, fortæller det læger, at en antibiotikabehandling er nødvendig.

Samt et smartphone kamera, testen, som kunne tilpasses til at opdage en række bakterielle infektioner, drager fordel af bredt tilgængelige reagenser og nye mikrokonstruerede materialer. Forskere siger, at testens enkelhed, som nu har bestået proof-of-concept-stadiet, kunne levere en ny måde til hurtigt at identificere behandlinger til patienter i fattigere eller fjerntliggende regioner.

Beskrevet i journalen Biosensorer og bioelektronik , testen bruger antistoffer til at fange bakterieceller i meget tynde kapillærer i en plastikstrimmel, påvisning og identifikation af cellerne optisk snarere end gennem de mikrobiologiske metoder, der i øjeblikket anvendes.

Dr. Nuno Reis, fra Baths Institut for Kemiteknik, ledet udviklingen af ​​testen. Han siger:"Testen er lille og bærbar - så den har et stort potentiale til brug i primære plejemiljøer og i udviklingslande.

"I øjeblikket, bakterielle infektioner i urinvejsinfektioner bekræftes via mikrobiologisk testning af en urinprøve. Det er præcist, men tidskrævende, tager flere dage. Vi håber, at det at give læger mulighed for hurtigt at udelukke eller udelukke visse tilstande vil give dem mulighed for at behandle patienter hurtigere og hjælpe dem med at træffe bedre beslutninger om ordinering af antibiotika."

Manglen på hurtig diagnostik for UVI har i mange tilfælde ført til en samlet ordination af potentielt unødvendige antibiotika, hvilket øger risikoen for, at bakterier bliver resistente over for behandling - accepteret som en af ​​de største trusler mod global sundhed og udvikling.

Hvordan testen fungerer

Testen udføres ved at føre en urinprøve hen over en rillet plastikmikrokapillærstrimmel, indeholdende et immobiliserende antistof i stand til at genkende E. coli-bakterieceller. Hvis E. coli er til stede i prøven, antistoffer i reagenserne vil binde med det, forhindrer det i at passere gennem sektionen af ​​plastikstrimmel. Endelig, der tilsættes et enzym, der forårsager en farveændring, som kan opfanges af et smartphone-kamera.

Systemet måler også koncentrationen af ​​E. coli i prøven ved at analysere et billede taget af kameraet. Proceduren er enkel og kan betjenes manuelt eller fuldautomatisk uden behov for en strømforsyning.

Sigter mod at overvinde regulatorers bekymringer om smartphonebrug

Til dato, organer som f.eks. United States Food &Drug Administration (FDA) har ikke givet godkendelse til teknikker, der bruger smartphones - med henvisning til potentialet for både ikke-lab-forhold og softwareopdateringer til telefonen for at gøre tests uvidenskabelige. Men Dr. Reis håber, at den måde, testen bruger en variabel skala til digitalt at sammenligne pixels i et billede, vil overbevise regulatorer om at tillade behandlingen at bevæge sig mod den endelige produktion.

Dr. Reis tilføjer, at rigere nationer også kunne drage fordel af at adoptere metoden, da det kunne gøre afprøvning inden for primære plejefaciliteter, såsom praktiserende læger, mere levedygtige, reducere behovet for at sende prøver til centrale laboratorier til testning.

Han siger:"Det Forenede Kongerige og de rige lande har set et stort skift til decentraliseret diagnostik for at reducere belastningen på nationale eller regionale laboratorier og give læger vigtige værktøjer til at stille informerede diagnoser.

"At køre mere af dette vil give bedre resultater for patienterne med hensyn til at fremskynde processen, men vil også sænke omkostningerne for sundhedsudbydere. Vi taler ikke om at erstatte centraliserede diagnostiske tjenester, men at give det første kontaktpunkt med overkommelige og hurtige værktøjer til at understøtte ordination af antibiotika og undgå overforbrug."

Det næste trin i processen er kliniske forsøg, hvilket vil kræve samarbejde med kliniske og kommercielle partnere. Ud over dette, holdet vil snart begynde at arbejde på at forfine testen for at tillade påvisning af andre bakterier og deres koncentrationer, som vil hjælpe med at ordinere korrekte doser og undgå overforbrug af antibiotika.

Dr. Reis konkluderer:"Smartphonen løser et af de største problemer med decentralisering af diagnostik, fordi deres muligheder faktisk er meget sofistikerede under visse forhold. De tilbyder samme funktionalitet som sofistikerede scannere, der indtil nu kun har været tilgængelige i laboratorier."