Co roku w samych tylko Stanach Zjednoczonych zawały serca ma ponad 800 tys. osób. Jednak wciąż jest to jedna z najtrudniejszych do zdiagnozowania chorób. Objawy są bardzo zróżnicowane, a sygnały biologiczne bywają łatwe do przeoczenia zwłaszcza we wczesnych stadiach zawału, kiedy interwencja medyczna może przynieść najwięcej korzyści.

Osoby z podejrzeniem zawału serca zazwyczaj otrzymują kombinację testów w celu potwierdzenia diagnozy. Najczęściej pierwszym badaniem jest elektrokardiografia (EKG) – szybka, bezbolesna i nieinwazyjna. EKG pozwala zmierzyć aktywność elektryczną serca i trwa około pięciu minut. Badania laboratoryjne krwi w celu wykrycia cech charakterystycznych zawału mogą trwać co najmniej godzinę i często muszą być powtarzane.

„Zawały serca wymagają natychmiastowej interwencji medycznej w celu poprawy wyników leczenia pacjentów, ale chociaż wczesna diagnoza jest kluczowa, może być również bardzo trudna — i prawie niemożliwa poza warunkami klinicznymi - powiedział główny autor badań, Peng Zheng z Johns Hopkins University - Udało nam się wynaleźć nową technologię, która może szybko i dokładnie ustalić, czy ktoś ma zawał”.

Zheng oraz starszy autor Ishan Barman opracowują narzędzia diagnostyczne w oparciu o biofotonikę - wykorzystują światło laserowe do wykrywania biomarkerów, które świadczą o reakcji organizm na stany chorobowe, w tym przypadku o wczesnej fazie zawału.

Niewymagające dostępu do laboratorium badanie krwi, które stworzyli, dostarcza wyników w ciągu pięciu do siedmiu minut (https://doi.org/10.1002/advs.202405910). Jak twierdzą jego twórcy, jest również dokładniejsze i tańsze niż obecne metody. Choć test został stworzony do szybkiej diagnostyki w warunkach klinicznych, można go dostosować do pracy w terenie – dla ratowników, a nawet do użytku domowego.

"Mówimy o szybkości, dokładności i możliwości wykonywania pomiarów poza szpitalem” — powiedział Barman, bioinżynier z Wydziału Inżynierii Mechanicznej. „Mamy nadzieję, że w przyszłości będzie można go przekształcić w urządzenie przenośne, takie jak trikorder ze Star Treka, w którym wystarczy kropla krwi, a następnie, voilà, w ciągu kilku sekund wykrycie” - dodał.

Sercem wynalazku jest maleńki chip z przełomową nanostrukturalną powierzchnią, na której bada się krew. „Metasurface” chipa wzmacnia sygnały elektryczne i magnetyczne podczas analizy metodą spektroskopii Ramana, dzięki czemu biomarkery zawału serca są wykrywane w ciągu kilku sekund, nawet w bardzo niskich stężeniach. Narzędzie jest wystarczająco czułe, aby oznaczyć biomarkery zawału serca, które mogą zostać wykryte dopiero w późniejszej fazie – lub nie zostać wykryte wcale.

Zespół planuje udoskonalić metodę i przeprowadzić większe badania kliniczne.

Co więcej, chociaż metodę opracowano z myślą o diagnozowaniu zawałów, zdaniem autorów może zostać dostosowana do wykrywania nowotworów i chorób zakaźnych.(PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ agt/