Использование нанотехнологий для ранней идентификации пациентов с высоким риском COVID-19

Использование нанотехнологий для ранней идентификации пациентов с высоким риском COVID-19

Что если бы врачи могли не только диагностировать инфекцию COVID-19, но и определить, какие пациенты подвергаются наибольшему риску смерти до возникновения каких-либо серьезных осложнений? Один ученый из Университета штата Мичиган считает, что нанотехнологии могут быть ответом.

В новой статье Мортеза Махмуди, доцент кафедры радиологии, нанонауки и наномедицинской инженерии, Медицинский колледж МГУ, предложил диагностическую платформу для оказания медицинской помощи, которая использует наночастицы или магнитную левитацию для диагностики инфекции и оценить будущий риск.

«Такая технология была бы полезна не только для защиты центров здравоохранения от перегрузок», Махмуди сказал, «, но также может предотвратить острую нехватку ресурсов здравоохранения, минимизировать показатели смертности и улучшить управление будущими эпидемиями и пандемиями. "

Концепция основана на различных уровнях инфекции и стадиях заболевания, которые изменяют состав биологических жидкостей, таких как слезы, слюна, моча и плазма. Различные инфекции и заболевания создают разные паттерны, специфичные для вирусной нагрузки и стадии заболевания, несколько похожие на отпечатки пальцев. Махмуди сказал, что возможность идентифицировать и каталогизировать эти образцы будет ключом к любому прорыву в диагностической технологии.

Для начала, биологическая жидкость пациента вводится в небольшую коллекцию наночастиц размером менее одной тысячной диаметра человеческого волоса. Уникальная поверхность частицы собирает белки, липиды и другие молекулы из жидкостей по схеме, которую Махмуди называет биомолекулярной короной – или короной.

«Анализируя состав коронок на поверхности мельчайших частиц вместе со статистическими подходами, платформа может предоставить шаблон« отпечатков пальцев »для пациентов, которые могут подвергаться риску смерти после заражения COVID-19 , « он сказал.

Ключом к этим двум новым диагностическим платформам является их простота, которая позволяет развертывать устройства на месте, где о пациентах заботятся. А поскольку необходимые пробы пациента являются легко доступными биологическими жидкостями, опытным медицинским работникам не потребуется проводить тестирование.

Чтобы использовать шаблоны, идентифицированные как надежные «отпечатки пальцев», Махмуди предложил, чтобы в устройстве был набор небольших сенсорных технологий, таких как «оптоэлектронный нос», способных отображать результаты теста и ставить диагноз. «Предлагаемая платформа может дать чувствительную, простую в использовании оптическую систему для точной идентификации пациентов, инфицированных COVID-19, с высоким риском смерти».

Махмуди также предложил другую технологию, основанную на недавнем прорыве в области магнитной левитации на основе наночастиц – сокращенно MagLev. Инновационный метод суспендирует образцы плазмы пациента в растворе магнитных наночастиц. Со временем образуются четкие полосы белков, разделяющиеся по плотности. Подобно белковой короне, эти белковые полосы уникальной формы создают четкие и надежные паттерны, полезные для снятия отпечатков пальцев и стадий инфекции.

Махмуди обнаружил, что «Оптические изображения левитированных белков MagLev, подвергнутые машинному анализу, предоставляют ценную информацию о состоянии здоровья человека». Он уверен в диагностических возможностях технологии для пациентов в высокий риск смерти от COVID-19.

«Такие нанотехнологии для ранней идентификации пациентов с высоким риском могут предотвратить серьезную нехватку ресурсов здравоохранения, минимизировать показатели смертности и улучшить управление будущими эпидемиями и пандемиями», – сказал Махмуди.

Эта статья «Новые нанотехнологии для оценки риска смертности от инфекции COVID-19» появляется в «Молекулярная фармацевтика» .

Источник: https://msu.edu/

Source link