В Школе медицины Стэнфордского университета создали плазмонный микрочип, талантливый скоро выявлять биомаркеры сахарного диабета первого типа. Разработка выводит дифференциальную диагностику диабета на новый уровень и на первичном этапе превращает её в несложную амбулаторную процедуру.
По характеру течения сахарного диабета выделяют две формы заболевания. Клинически обе они характеризуются очень большим уровнем глюкозы в крови, но имеют различную этиологию и требуют различных способов лечения. Диабет первого типа связан с недостаточной выработкой инсулина, тогда как диабет второго типа обусловлен понижением чувствительности клеток к действию этого гормона.
До сих пор уточнение диагноза было трудоёмкой и затратной процедурой. Довольно часто лабораторные изучения выполнялись в специальных клиниках, куда рядовому больному очень непросто попасть. В статье, размещённой в Nature Medicine, описывается метод применения микрочипа для обнаружения маркеров диабета первого типа в амбулаторных условиях.
Врач Брайан Фельдман держит в руке стеклянную пластину диагностического чипа, покрытую наночастицами золота (фото: med.stanford.edu).
Одной из обстоятельств этого вида сахарного диабета вычисляют аутоиммунные реакции, другими словами – выработку антител к гормонам и собственным тканям. Это самый частый механизм развития заболевания, из-за которого атаке подвергаются бета-клетки поджелудочной железы, и связывается синтезируемый ими инсулин. Антитела к антигенам островковых клеток и к самому инсулину обнаруживаются у больных диабетом первого типа, но отсутствуют у больных с диабетом второго типа (при корректной терапии), что употребляется как диагностический критерий.
Помимо этого, антитела к эндогенному инсулину смогут выявляться задолго до начала клинических проявлений диабета (месяцы а также годы). Этим и разъясняются случаи обнаружения антител к инсулину у фактически здоровых людей, каковые время от времени интерпретируют как неточность лабораторной диагностики.
В виду большой цене анализа (700 – 1000 руб.) определение антител к инсулину редко употребляется в современной клинической практике при проведении скрининговых обследований.
Более ранний вариант диагностики, актуальный во многих государствах до сих пор, включал применение радиоактивных изотопов, потребовал наблюдения в течение нескольких суток и обходился в много долларов на больного.
Микрочип разрешит снизит себестоимость анализов в разы и сделать этот анализ стандартной практикой, направленной на ранее обнаружение диабета первого типа. При массовом производстве цена одного чипа будет равна примерно $20, а ресурс – пятнадцать анализов.
Поверхность пластины диагностического чипа по окончании серии испытаний (фото: James Tensuan, The Chronicle).
В соответствии с концепции «лаборатория-на-чипе», плазмонный анализатор кроме этого применяет намного меньший (2 мкл) количество крови для изучения, чем требуется в любом втором способе.
Исходя из этого для определения маркеров диабета первого типа посредством микрочипа вместо забора крови из вены хватает капли капиллярной крови из пальца.
Как и прошлые методики, микрочип опирается на флуоресцентный метод обнаружения антител. Новым в его конструкции стали стеклянные пластины, покрытые в виде определённого рисунка наночастицами золота. Они усиливают флуоресцентный сигнал за счёт поверхностного плазмонного резонанса, что разрешает надежнее обнаруживать антитела.
Не обращая внимания на применение нанотехнологий и использование золота, производство чипа не образовывает каких-то сложностей и не сопряжено с громадными затратами. Испытания с применением образцов крови от больных сахарным диабетом и здоровых людей подтвердили эффективность применения микрочипа.
Схема работы плазмонного микрочипа и электронная микрофотография поверхности его пластины с наночастицами золота (фото: nature.com).
Кроме фактически лиц, страдающих неуточнённой формой сахарного диабета, главными кандидатами на скрининговое обследование станут их родственники. По сведеньям, которыми мы сейчас рассполагаем, риск развития этого заболевания у родственников выше многократно. Стремительный и недорогой метод ранней диагностики окажет помощь им своевременно скорректировать диету, взять корректирующее лечение и снизить возможность развития серьёзных форм диабета.
на данный момент разработчики ожидают одобрения методики на внедрение в клиническую практику от Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и лекарств. “Мы ожидаем, что посредством нового теста улучшиться не только диагностика сахарного диабета, но и отечественное познание развитие данной болезни. В более широком смысле мы сможем отслеживать, как новые способы лечения воздействуют на организм”, – пояснил доцент кафедры детской эндокринологии, профессор медицины Брайан Фельдман (Brian Feldman).
Ранняя классификация больных с обеими формами сахарного диабета включала такие эти, как возраст, пол, этническая принадлежность и масса тела. Статистики пробовали распознать корреляцию между этими параметрами и заболеванием, определяя группы повышенного риска. Последние эти показывают, что темперамент распространённости заболевания изменяется, и ветхие параметры применять уже не рационально.
К примеру, пара десятилетий назад, сахарный диабет первого типа диагностировался практически только у детей. Благодаря этого он кроме того взял второе наименование «ювенильный». Диабет второго типа был характерен для пожилого возраста и людей среднего с излишней массой. Различия этих групп больных были такими явными, что кроме того лабораторное подтверждение конкретной формы диабета считалось в то время ненужным.
Но сейчас мы столкнулись с резким повышением числа детей, страдающих ожирением. Около четверти из них на данный момент больны диабетом второго типа, что было совсем нехарактерно в те годы, в то время, когда разрабатывались используемые до сих пор стандарты лечения. Из-за лучшей лабораторной диагностики (либо по каким-то вторым, пока невыясненным обстоятельствам) увеличивается число взрослых с в первый раз установленным диабетом первого типа.
Микрочип различает две главные формы сахарного диабета по экспресс-анализу на содержание антител к бета-клеткам поджелудочной железы и самому инсулину. Разработчики утверждают, что этот чип владеет высокой чувствительностью, но, как и у всякого способа, у него имеется собственные ограничения.
К примеру, антиинсулиновые аутоантитела возможно спутать с антителами, появляющимися у инсулинозависимых больных при долгом лечении. Исходя из этого новый способ экспресс-диагностики вовсе не самодостаточен, не смотря на то, что и предсказывает очередную революцию в медицине. Как и прежде, окончательный диагноз обязан ставить лечащий доктор, сопоставив массу информации о больном, а не лаборант, видящий лишь результаты одного анализа.