Investigadores de Houston Methodist, junto con colaboradores de dos instituciones importantes de Singapur, han desarrollado un laboratorio en un dispositivo de aguja que podría proporcionar resultados instantáneos a las pruebas de laboratorio de rutina, acelerando el tratamiento y el diagnóstico por días.
Este único dispositivo médico autónomo será eficaz, por ejemplo, para detectar rápidamente la toxicidad hepática, que es un efecto secundario común de la quimioterapia. Este dispositivo evaluará la toxicidad en 30 minutos, mientras que las pruebas de toxicidad hepática actuales demoran varios días debido a múltiplespasos necesarios antes de que un médico interprete los resultados de la prueba y los comunique al paciente.
Desarrollado conjuntamente por la Universidad Metodista de Houston, la Universidad Tecnológica de Nanyang NTU Singapur y el Instituto de Tecnología de Fabricación de Singapur SIMTech, un instituto de investigación de la Agencia de Ciencia, Tecnología e Investigación A * STAR, la invención se explicó en elnúmero reciente de la Royal Society of Chemistry's Laboratorio en un chip .
Los investigadores demostraron que dos pasos importantes del laboratorio en un enfoque con aguja detectaron con precisión la toxicidad hepática en modelos preclínicos midiendo dos indicadores genéticos de toxicidad en AST y ALT. Las proteínas representadas por estos indicadores se encuentran entre las más sensibles y ampliamenteutilizaba enzimas hepáticas en todas las pruebas de función hepática de hoy.
"Utilizamos el concepto de laboratorio en un chip, que comprime toda la función de una prueba de diagnóstico de laboratorio en un pequeño chip de microfluídica, para crear el laboratorio en una aguja", explicó Stephen TC Wong, Ph.D., PE, Presidentedel Departamento de Medicina de Sistemas y Bioingeniería del Instituto de Investigación Metodista de Houston. "Nuestro objetivo es integrar la adquisición y preparación de muestras en un solo dispositivo, un desafío importante que ha frenado el desarrollo de las pruebas en el punto de atención".
El grupo de investigación conjunto buscó desarrollar una nueva clase de dispositivo para recolectar muestras de pacientes, prepararlas para la prueba, evaluar la toxicidad y mostrar los resultados en un proceso fácil de usar, permitiendo a los médicos y pacientes discutir inmediatamente las opciones de tratamiento. Ael dispositivo compacto también permitiría realizar pruebas de diagnóstico fuera de un entorno clínico, como en el hogar o en el campo.
"Lo que hemos demostrado es que cuando el médico toma una muestra de sangre o hígado, la muestra puede prepararse y analizarse utilizando métodos de laboratorio en un chip que elimina la necesidad de trabajo en laboratorio húmedo y expertos", dijo Joseph Chang, Ph.D.., un profesor de circuitos y sistemas y experto en ingeniería biomédica que es el Director de Virtus, el Centro de Excelencia en Diseño de IC, en la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Electrónica de NTU. "Nuestro método reduce significativamente el tiempo, la mano de obra y los costos y, sin embargo,mismos resultados precisos "
La preparación de la muestra se realizó en un chip que incorporaba un motor en miniatura y microfluídica, mientras que la amplificación se realizó en un segundo chip conectado, dijo Wong, quien también es profesor de radiología, neurociencia, patología y medicina de laboratorio en Weill Cornell Medical College.
Las elevaciones en los dos marcadores genéticos de toxicidad hepática examinados se detectaron con precisión y fueron consistentes con los cambios previamente conocidos, lo que indica que el laboratorio en una aguja es una opción de diagnóstico adecuada.
"Nuestros próximos pasos son integrar la preparación de la muestra y los chips de análisis en un dispositivo miniaturizado. A * STAR SIMTech aprovechará sus capacidades de proceso de fabricación para desarrollar un laboratorio rentable en un dispositivo de aguja que pueda ampliarse para la producción en masa. Estopermitirá que la tecnología móvil se expanda para evaluar una serie de condiciones de salud en entornos ambulatorios o fuera de los hospitales ", dijo Zhiping Wang, Ph.D., un científico principal en microfluídica y Director de Programas de Investigación en A * STAR SIMTech.
El resultado del estudio representa la primera vez que todos los procesos involucrados en el laboratorio en una aguja se integraron juntos con éxito, y representa un paso importante para llevar un nuevo diagnóstico en tiempo real y fácil de usar a la clínica y al campo conpotencial inmediato para mejorar los resultados del paciente y la calidad de vida.
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Materiales proporcionado por Metodista de Houston . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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