L'idea di visitare lo studio del medico con i sintomi di una malattia e partire con una diagnosi scientificamente confermata è molto più vicina alla realtà grazie alla nuova tecnologia sviluppata dai ricercatori della McMaster University.

Ingegneria, ricercatori biochimici e medici di tutto il campus hanno unito le loro competenze per creare un test rapido portatile per le infezioni batteriche in grado di produrre risultati accurati, risultati affidabili in meno di un'ora, eliminando la necessità di inviare campioni a un laboratorio.

La loro ricerca proof-of-concept, pubblicato oggi sulla rivista Chimica della natura , descrive nello specifico l'efficacia del test nella diagnosi delle infezioni del tratto urinario da campioni clinici reali. I ricercatori stanno adattando il test per rilevare altre forme di batteri e per la diagnosi rapida dei virus, compreso il covid-19. Hanno anche in programma di testare la sua fattibilità per rilevare i marcatori del cancro.

"Significherà che i pazienti possono ricevere un trattamento migliore, risultati più rapidi ed evitare gravi complicazioni. Può anche evitare l'uso non necessario di antibiotici, che è qualcosa che può farci guadagnare tempo nella battaglia contro la resistenza antimicrobica, "dice Leyla Soleymani, l'autore corrispondente del documento e un professore associato di ingegneria fisica.

"Questo darà ai medici la scienza per supportare ciò che già sospettano in base alle loro capacità ed esperienza, ", afferma l'autore corrispondente Yingfu Li, professore di biochimica e scienze biomediche.

La nuova tecnologia basata sul DNA utilizza un dispositivo portatile simile a un monitor per la glicemia. Un microchip analizza una goccia di fluido corporeo come sangue, urina o saliva, utilizzando molecole in grado di rilevare la firma proteica specifica di un'infezione. Il dispositivo, delle dimensioni di una chiavetta USB, si collega a uno smartphone, che mostra il risultato.

L'invenzione combina la tecnologia di ingegneria elettrochimica sviluppata da Soleymani e dal suo team con la tecnologia biochimica sviluppata da Li e dal suo collega Dingran Chang. Hanno lavorato con il medico di malattie infettive Marek Smeija, un professore di medicina che ha fornito campioni di pazienti reali, e con Todd Hoare, un professore di ingegneria chimica.

"Come scienziati, vogliamo abilitare le cose, "dice Li, "Siamo informati in diversi principi scientifici e ingegneristici, e quando li metti insieme per aiutare le persone, è una sensazione speciale. Avere la possibilità di avere un impatto sulla società è la ragione per cui tutti facciamo questo lavoro".

La pratica esistente richiede in genere l'invio di campioni ai laboratori per la coltura, un processo che può richiedere giorni. Fornire risultati immediati ai pazienti può ridurre la diffusione dell'infezione, migliorare la qualità della vita dei pazienti e semplificare il lavoro dei medici impegnati.

La nuova tecnologia è in grado di distinguere i ceppi degli stessi batteri che possono essere trattati con antibiotici da altri che sono resistenti agli antibiotici, una distinzione critica che può aiutare a combattere il crescente problema della resistenza antimicrobica, o AMR.

"I medici hanno identificato i ritardi nei test come un problema che doveva essere risolto, "dice Soleymani, che detiene la cattedra di ricerca canadese in dispositivi biomedici miniaturizzati. "Volevamo costruire un sistema che potesse fornire quante più informazioni possibili al medico durante la prima visita del paziente".

I ricercatori stanno testando un adattamento della stessa tecnologia per il virus che causa il COVID-19, utilizzando campioni da una clinica Hamilton.

"Questa tecnologia è molto versatile e ci stiamo avvicinando molto all'utilizzo della stessa tecnologia per i test COVID-19, "dice Li, che è anche membro del Michael Groote Institute for Infectious Disease Research di McMaster.

I ricercatori stanno esplorando le approvazioni normative e le partnership industriali per ottenere un ampio utilizzo della tecnologia il più rapidamente possibile, non solo in Canada, ma in tutto il mondo, soprattutto dove l'accesso ai test di laboratorio è limitato o inesistente.

"Penso che questa tecnologia sia un passo avanti verso la democratizzazione della diagnosi e della gestione delle malattie, ", afferma l'autrice principale Richa Pandey, un ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Soleymani. "Questa è una tecnologia che può andare ovunque nel mondo in cui sono necessari i test".