Gli ingegneri biologici dell'Università di Bath hanno sviluppato un test che potrebbe aiutare i medici a diagnosticare rapidamente le infezioni del tratto urinario (UTI), utilizzando una normale fotocamera per smartphone.

Simile in linea di principio a un test di gravidanza, il processo può identificare la presenza di batteri nocivi E. coli in un campione di urina in soli 25 minuti. Oltre ad essere molto più veloce dei test esistenti, potrebbe rendere i test UTI accurati più ampiamente disponibili nelle nazioni in via di sviluppo e nelle regioni remote grazie al suo potenziale di essere reso portatile, e molto più economico dei test di laboratorio esistenti.

E. coli è presente nell'80% delle infezioni delle vie urinarie batteriche, quindi, se viene trovato, indica ai professionisti medici che è necessario un trattamento antibiotico.

Oltre a una fotocamera per smartphone, la prova, che potrebbe essere adattato per rilevare una varietà di infezioni batteriche, sfrutta reagenti ampiamente disponibili e nuovi materiali di microingegneria. I ricercatori dicono che la semplicità del test, che ha ora superato la fase di proof-of-concept, potrebbe fornire un nuovo modo per identificare rapidamente i trattamenti per i pazienti nelle regioni più povere o remote.

Descritto nel diario Biosensori e Bioelettronica , il test utilizza anticorpi per catturare le cellule batteriche in capillari molto sottili all'interno di una striscia di plastica, rilevare e identificare le cellule otticamente piuttosto che attraverso i metodi microbiologici attualmente utilizzati.

Dott. Nuno Reis, dal dipartimento di ingegneria chimica di Bath, ha guidato lo sviluppo del test. Dice:"Il test è piccolo e portatile, quindi ha un grande potenziale per l'uso nelle strutture di assistenza primaria e nei paesi in via di sviluppo.

"Attualmente, le infezioni batteriche nelle infezioni delle vie urinarie sono confermate tramite test microbiologici di un campione di urina. Questo è esatto, ma richiede tempo, impiegando diversi giorni. Ci auguriamo che dare ai professionisti del settore medico la possibilità di escludere o escludere rapidamente determinate condizioni consentirà loro di trattare i pazienti più rapidamente e di aiutarli a prendere decisioni migliori sulla prescrizione di antibiotici".

La mancanza di una diagnostica rapida per le IVU ha in molti casi portato a una prescrizione onnicomprensiva di antibiotici potenzialmente non necessari, che aumenta il rischio che i batteri diventino resistenti al trattamento, accettato come una delle maggiori minacce per la salute e lo sviluppo globali.

Come funziona il test

Il test viene eseguito passando un campione di urina su una striscia micro-capillare di plastica rigata, contenente un anticorpo immobilizzante in grado di riconoscere le cellule batteriche di E. coli. Se E. coli è presente nel campione, gli anticorpi nei reagenti si legheranno ad esso, impedendogli di passare attraverso la sezione di striscia di plastica. Finalmente, viene aggiunto un enzima che provoca un cambiamento di colore che può essere rilevato dalla fotocamera di uno smartphone.

Il sistema misura anche la concentrazione di E. coli nel campione analizzando un'immagine ripresa dalla fotocamera. La procedura è semplice e può essere azionata manualmente o completamente automatizzata senza bisogno di alimentazione di rete.

Mira a superare le preoccupazioni dei regolatori sull'uso degli smartphone

Ad oggi, enti come la Food &Drug Administration (FDA) degli Stati Uniti non hanno concesso l'approvazione alle tecniche che utilizzano gli smartphone, citando il potenziale per condizioni non di laboratorio e aggiornamenti software del telefono per rendere i test non scientifici. Ma il dottor Reis spera che il modo in cui il test utilizza una scala variabile per confrontare digitalmente i pixel all'interno di un'immagine convincerà i regolatori a consentire al trattamento di spostarsi verso la produzione finale.

Il Dr. Reis aggiunge che anche le nazioni più ricche potrebbero trarre vantaggio dall'adozione della metodologia, in quanto potrebbe rendere più praticabili i test all'interno delle strutture di assistenza primaria come gli ambulatori medici, riducendo la necessità di inviare campioni ai laboratori centrali per i test.

Dice:"Il Regno Unito e i paesi ricchi hanno assistito a un grande passaggio alla diagnostica decentralizzata per ridurre il carico sui laboratori nazionali o regionali e fornire ai medici strumenti importanti per effettuare diagnosi informate.

"Guidare di più porterà risultati migliori ai pazienti in termini di accelerazione del processo, ma ridurrà anche il costo per gli operatori sanitari. Non si tratta di sostituire i servizi di diagnostica centralizzata, ma di fornire il primo punto di contatto con strumenti convenienti e rapidi per supportare la prescrizione di antibiotici ed evitarne l'abuso».

Il prossimo passo per il processo sono gli studi clinici, che richiederà la collaborazione con partner clinici e commerciali. Oltre questo, il team inizierà a breve a perfezionare il test per consentire il rilevamento di altri batteri e le loro concentrazioni, che aiuterà a prescrivere i dosaggi corretti ed evitare l'uso eccessivo di antibiotici.

Il Dr. Reis conclude:"Lo smartphone risolve uno dei maggiori problemi del decentramento della diagnostica perché le sue capacità sono in realtà molto sofisticate in determinate condizioni. Offrono le stesse funzionalità di scanner sofisticati che fino ad ora erano disponibili solo nei laboratori".