Se nel sangue sono presenti batteri resistenti agli antibiotici, devi sapere abbastanza velocemente cosa sta succedendo lì dentro. Piace, davvero veloce. Come meno di 24 ore veloci. Perché questo tipo di batteri (noti anche come superbatteri) sono una minaccia crescente e mortale.

"Una volta che stai cercando di diagnosticare la malattia, l'orologio sta ticchettando, "ha detto Aaron Hawkins, professore di ingegneria elettrica e informatica. "Ogni ora la malattia non viene curata, la sopravvivenza diminuisce di circa il 7%. Vuoi sapere subito contro cosa stai combattendo in modo da poter applicare i trattamenti giusti".

Sfortunatamente, gli attuali metodi di test dei superbatteri richiedono 24 ore, o più, che spesso è troppo tardi per la persona, e può portare a danni irreversibili. Quattro professori BYU in quattro discipline:biologia molecolare, chimica, l'ottica integrata e l'elaborazione chimica sono qui per aiutarti. Hanno creato un metodo per estrarre i superbatteri dal sangue intero, prepararli per il test e quindi fornire una diagnosi in meno di un'ora.

Il metodo di diagnosi rapida non solo salverà vite, ma salverà anche i medici dall'uso improprio dei rari e preziosi antibiotici che possono ancora trattare i batteri più resistenti ai farmaci.

"Questo è sempre stato il nostro obiettivo, farlo in un'ora, "Ha detto Hawkins. "È piuttosto eccitante che siamo stati in grado di unire tutti i nostri sforzi e raggiungere quel punto di riferimento".

Hawkins, insieme ai professori della BYU Adam Woolley, William Pitt e Richard Robinson, e il professore dell'Università di Santa Cruz Holger Schmidt, hanno pubblicato i dettagli del loro nuovo metodo sulla rivista Laboratorio su un chip . Non solo possono fornire risultati al di sotto del benchmark di 1 ora, possono anche testare simultaneamente tre diversi superbug in quella finestra.

Il sistema preleva un campione del sangue di un paziente e prima fa girare i miliardi di cellule del sangue per isolare i batteri. Il DNA viene quindi estratto da questi batteri e, se corrispondono a sequenze note di ceppi resistenti agli antibiotici, il DNA sarà marcato con molecole fluorescenti. Il DNA campionato viene spinto attraverso un canale fluido sul microchip dove passa attraverso una minuscola cortina di luce. Un segnale fluorescente proveniente dal DNA marcato indica quando sono presenti batteri resistenti ai farmaci.

La capacità del team di rilevare rapidamente più batteri contemporaneamente sullo stesso chip, noto come multiplexing, è venuto attraverso il loro sviluppo di una serie di innovazioni tecniche. Sviluppando nuove efficienze alla tecnologia di filatura, il team ha creato un modo più rapido per eseguire la separazione (separando i batteri dal sangue), ha costruito nuovi chip per elaborare i campioni e progettato un metodo di rilevamento ottico che utilizza vari colori laser per identificare diversi batteri.

Le innovazioni arrivano dopo cinque anni di lavoro e pubblicazioni accademiche finanziate da una sovvenzione di 5,4 milioni di dollari del National Institutes of Health.

Il piano per portare la tecnologia sul mercato è installare il piccolo, Chip da 1 centimetro quadrato su una cartuccia usa e getta di piccole dimensioni, poco costoso e può essere utilizzato in un ambiente ospedaliero. Il team di ricerca sta ora lavorando con una startup nella Bay Area per fornire la tecnologia agli operatori sanitari.