Nyt værktøj trækker undvigende COVID-19-markør fra menneskeblod

Når COVID-19 angriber, immunsystemet producerer et cytokin, eller protein, kaldet Interleukin-6 (IL-6), hvis koncentrationer kan give vital information om en patients niveau og stadium af infektion.

Men at måle den kritiske markør har været ekstremt udfordrende, i betragtning af dens næsten uopdagelige tilstedeværelse i den biologiske gryderet, der udgør menneskeligt blod. Eksisterende teknologi har ikke været nøjagtig eller følsom nok til at måle koncentrationer af IL-6 godt nok til at være pålidelige, især i lave koncentrationer.

Nu har forskere ved McMaster University og SQI Diagnostics skabt en overflade, der afviser alle andre elementer i menneskeligt blod undtagen det kritiske cytokin, åbne et tidsrum til at forstå udviklingen af ​​COVID-19 hos individuelle patienter.

McMaster-forskerne arbejder på at tilpasse teknologien til Toronto-virksomhedens eksisterende testplatforme, i håb om at få det i klinisk brug hurtigst muligt. Den samme biosensing-teknologi kan også bruges til at måle andre smitsomme og ikke-infektionssygdomme, herunder nogle kræftformer.

Den innovative overfladebelægning er lavet til at afvise enhver komponent af blod og andre komplekse væsker såsom urin, men er oversået med mikroskopiske øer af molekyler, der tiltrækker IL-6, gør det muligt at detektere og måle IL-6 med hidtil uset nøjagtighed og følsomhed, ved koncentrationer så lave som 0,5 picogram pr. ml - eller halvdelen af ​​en trilliontedel af et gram pr. ml - hvilket gør det langt mere følsomt end eksisterende teknologi.

Det er den seneste anvendelse af smart-overfladeteknologi, der dukker op fra Tohid Didars laboratorium, en maskiningeniørprofessor ved McMaster, som for nylig har været involveret i projekter for at skabe et reaktivt mærke til fødevareemballage, der indikerer tilstedeværelsen af ​​skadelige patogener, en form for indpakning, der kan afvise antimikrobielle resistente bakterier og en belægning til kirurgiske implantater, der kan afvise infektion og samtidig tiltrække celler, der fremmer integration med omgivende væv.

"Der er så mange muligheder for disse smarte overflader. Vi kan skabe dem til at afvise alt, eller vi kan designe dem til at interagere på mange gavnlige måder, "Siger Didar." Her, vi leder efter noget, og kun den ene ting, og dette giver os mulighed for at adskille det fra alt andet i et meget komplekst miljø."

Den nye smarte overflade til detektering af IL-6 kan printes billigt på indersiden af ​​reagensglas og på andre platforme, der bruges til diagnostisk test. Efter at en blodprøve er udsat for overfladen og fjernet, den indfangede IL-6 kan let måles.

"Teknologien var udfordrende at skabe, men det er nemt at bruge i mange applikationer, inklusive i testsæt, der allerede eksisterer, "siger medforfatter Amid Shakeri, en ph.d. studerende i Didars laboratorium. "Jeg er meget glad for, at vi faktisk kan være involveret i noget, der kunne være vigtigt for menneskeheden, og jeg håber, vi kan få dette ind i kliniske omgivelser meget snart."

"Vores partnerskab med McMaster University har åbnet en innovativ vej til et lavpris produktionsdesign for at muliggøre overkommelig og præcis diagnostik, især til test i COVID-19-pandemien," sagde Dr. Eric Brouwer, Chief Scientific Officer for SQI Diagnostics.

Et papir, der introducerer teknologien, offentliggøres i dag i tidsskriftet Lille .