Тест на антитіла до Covid-19: безболісний пластир з мікроголками перевіряє рідину між клітинами

Інженери Інженерної школи МакКелві при Університеті Вашингтона в Сент-Луїсі розробили пластир з мікроголками, який можна наносити на шкіру, захоплювати біомаркер з інтерстиціальної рідини й завдяки своїй безпрецедентній чутливості це дозволяє лаборантам виявляти присутність в організмі антитіл.


Забір крові не приносить задоволення

Це боляче. Вени можуть лопнути, а то й сховатися - наче вони теж намагаються уникати голки. Часто лікарі використовують зразки крові для перевірки на біомаркери захворювання: антитіла, які сигналізують про вірусну або бактеріальну інфекцію, такі як SARS-CoV-2, вірус, відповідальний за COVID-19; або цитокіни, що свідчать про запалення, яке спостерігається при таких станах, як ревматоїдний артрит та сепсис.

Однак ці біомаркери не просто в крові. Вони також можуть бути знайдені в щільному рідкому середовищі, яке оточує наші клітини, але в невеликій кількості, що ускладнює їх виявлення.  


До цього часу

Інженери Інженерної школи Маккелві при Університеті Вашингтона в Сент-Луїсі розробили пластир на мікроголках, який можна наносити на шкіру, фіксувати біомаркер і завдяки своїй безпрецедентній чутливості дозволяє лаборантам виявляти його присутність.
Ця технологія недорога, проста у використанні лаборантом або самими пацієнтами й може усунути необхідність поїздки до лікарні лише для забору крові.
Дослідження, проведене лабораторією Шріканта Сінгаманені, професора Ліліана та Е. Лісле Хьюз з кафедри машинобудування та матеріалознавства,  опубліковано в Інтернеті 22 січня в журналі Nature Biomedical Engineering.  
На додаток до низької вартості та простоти використання, ці мікроголчані пластирі мають ще одну перевагу перед забором крові, мабуть, найважливішу особливість для декого:
"Вони абсолютно безболісні", - сказав Сінгаманені.
Пошук біомаркера за допомогою цих пластирів на мікроголках подібний до аналізу крові.
Але замість того, щоб використовувати розчин для пошуку та кількісної оцінки біомаркера в крові, мікроголки безпосередньо захоплюють його з рідини, яка оточує наші клітини в шкірі, яка називається шкірною інтерстиціальною рідиною (ISF).
Після того, як біомаркери захоплені, вони виявляються таким же чином - за допомогою флуоресценції для позначення їх присутності та кількості. ISF - це багате джерело біомолекул, щільно наповнене всім, від нейромедіаторів до клітинних відходів.
Однак для аналізу біомаркерів у ISF звичайний метод, як правило, вимагає вилучення ISF зі шкіри. Цей метод є складним, і зазвичай кількість ISF, яку можна отримати, недостатня для аналізу.
Це стало основною перешкодою для розробки технології біосенсору на основі мікроголок.
Інший метод передбачає безпосереднє захоплення біомаркера в ISF без необхідності витягувати ISF.  Як показник на насиченому концерті та спроба пробитися вперед, біомаркер повинен маневрувати через переповнений динамічний ISF, перш ніж дістатися до мікроголок в шкірній тканині. За таких умов неможливо захопити достатню кількість біомаркерів, щоб побачити, використовуючи традиційний аналіз, непросто.
Але у команди є своєрідна секретна зброя: "плазмонові фтори", надяскрава флуоресцентна наномарка. У порівнянні з традиційними флуоресцентними мітками, коли аналіз проводився на мікроголчаному пластирі з використанням плазмонічного фтору, сигнал біомаркерів цільових білків сяяв приблизно в 1400 разів яскравіше і стає помітним навіть тоді, коли вони присутні в низьких концентраціях.
"Раніше концентрація біомаркеру повинна була складати близько декількох мікрограмів на мілілітр рідини", - заявив Чжею (Райан) Ван, аспірант лабораторії Сінгаманені та один з провідних авторів статті. Це далеко поза реальним фізіологічним діапазоном.
Але використовуючи плазмоновий фтор, дослідницькій групі вдалося виявити біомаркери порядку пікограм на мілілітр.
"Це на порядок чутливіше", - сказав Райан.
Ці пластирі мають безліч якостей, які можуть зробити реальний вплив на медицину, полегшити догляд за пацієнтами та дослідження. Вони дозволять постачальникам здійснювати моніторинг біомаркерів з часом, особливо важливо, коли мова йде про розуміння того, як формується імунітет при нових захворюваннях.
Наприклад, дослідники, які працюють над вакцинами проти COVID-19, повинні знати, чи виробляють люди правильні антитіла і як довго.
"Давайте застосуємо пластир, - сказав Сінгаманені, - і подивимося, чи є у людини антитіла проти COVID-19 і на якому рівні".
Також він корисний в екстрених випадках:
"Коли хтось скаржиться на біль у грудях і його доставляють до лікарні на швидкій допомозі, ми сподіваємось, що можна буде застосувати пластир", - каже Цзіньї Луан, студентка, яка нещодавно закінчила Лабораторію Сінгаманені та один із провідних авторів статті.
Замість того, щоб їхати до лікарні та брати кров, ЕМТ можуть використовувати пластир з мікроголками для тесту на тропонін, біомаркер, який вказує на інфаркт міокарда.
Для людей з хронічними захворюваннями, які вимагають регулярного моніторингу, пластирі на мікроголках можуть усунути непотрібні поїздки до лікарні, заощаджуючи гроші, час та уникнути дискомфорту. Пластирі майже безболісні.
"Вони заглиблюються приблизно на 400 мкм у шкірну тканину", - сказав Сінгаманені. "Вони навіть не торкаються сенсорних нервів".
У лабораторії використання цієї технології може обмежити кількість тварин, необхідних для досліджень. Іноді дослідження вимагають багато послідовних вимірювань, щоб зафіксувати припливи та відпливи біомаркерів - наприклад, для моніторингу прогресування сепсису. Іноді це означає багато дрібних тварин.
"Ми могли б значно зменшити кількість тварин, необхідних для таких досліджень", - сказав Сінгаманені. Наслідки величезні - і лабораторія Сінгаманені хоче переконатися, що всі вони досліджені.
За його словами, є багато роботи, “він повинен буде визначити клінічні граничні показники”, тобто діапазон біомаркерів у ISF, який відповідає нормальному та аномальному рівню.
"Нам доведеться визначити, які рівні біомаркеру є нормальними, які рівні є патологічними".
Його дослідницька група працює над методами доставлення на великі відстані та в суворих умовах, надаючи можливості для поліпшення охорони здоров’я на селі.
"Але ми не повинні робити все це самі", - сказав Сінгаманені.
Натомість ця технологія буде доступна фахівцям у різних областях медицини.
"Ми створили технологію платформи, яку може використовувати кожен", - сказав він. "І вони можуть використовувати його, щоб знайти біомаркер, що цікавить".

Ми не повинні робити все це самі
Сінгаманені та Еріка Л. Шеллер, доцент кафедри медицини кафедри хвороб кісток та мінералів Медичного факультету, спільно працювали над дослідженням концентрації біомаркерів у тканинах.
Сучасні підходи до такої оцінки вимагають ізоляції місцевих тканин і не дозволяють проводити послідовне та постійне обстеження. Сінгаманені та Еріка Л. Шеллер розробляють кращу платформу для досягнення довгострокового моніторингу концентрації місцевих біомаркерів.  

Працюючи разом
Шрікант Сінгаманені, професор Ліліан Е. Ліс Хьюз з кафедри машинобудування та матеріалознавства, і Джай С. Рудра, доцент кафедри біомедичної інженерії, працювали разом, щоб розглянути кокаїнові вакцини, які блокують здатність кокаїну проникати в мозок.
Сучасні кандидати на таку вакцину не дають довготривалих результатів; вони вимагають частого підсилення.
Сінгаманені та Рудра хотіли кращого способу визначити, коли наслідки вакцини припиняються.
"Ми показали, що за допомогою пластирів можна зрозуміти, чи виробляє людина все ще необхідні антитіла", - сказав Сінгаманені. "Забір крові не потрібен".  
за матеріалами Medical Xpress


27.01.2021 851
21.01.2026
Михайло Бойчук

Прокуратура знайшла лазівку: Фіртка розповідає, як через негаторні позови держава повертає ліси та заповідники, обходячи «закон про добросовісного набувача».

2624
17.01.2026
Вікторія Матіїв

«Я хочу, щоб його пам’ятали як Героя, як людину, яка не боялася. Він ішов з думкою, що війна закінчиться й він повернеться», — ділиться про полеглого військовослужбовця Василя Косовича його дружина, Марія Косович.

9097
14.01.2026
Вікторія Косович

Заступник міського голови Святослав Никорович розповів журналістці Фіртки, як місто перетворює власний потенціал на туристичну перевагу.

1365
10.01.2026
Тетяна Ткаченко

Волонтер Іван Перхалюк розповів про суми допомоги, яку вдалося зібрати у США українській діаспорі. За його словами, у 2023 році — 122 тисячі доларів, у 2024-му — 156 тисяч, а у 2025 році сума сягнула 185 тисяч.    

3338
06.01.2026
Павло Мінка

Археологи Івано-Франківщини продовжують відкривати секрети минулого. Палац Потоцьких і «Давній Галич» стали центром найцікавіших розкопок 2025 року.  

13133 1
31.12.2025
Вікторія Матіїв

Журналістка Фіртки розпитала лікарку-кардіологиню Віталію Гутак про причини розвитку серцево-судинних хвороб, обстеження та підвищений тиск. 

3207

Це світ, де століття інтелектуальної роботи пущені котам під хвости, де в центрах прийняття рішень волею глибиняк опиняються маразматики, психопати та безглузді популісти.

425

Щось схоже було під час перегляду "Врятувати рядового Раяна" (пригадую 1999 рік в Бостоні), глядач залишав залу, з певних причин та переконань. Так і на 40 хвилині фільму "28 років по тому" несприйняття насилля глядачем сягало певної межі.

681

І знову, як і щороку раніше, «журнал Ротшильдів» чи то передбачає, чи то кодує нас, конспірологічно-схвильовану публіку, своїм прогнозом на те, яким буде світ в 2026-му році. 

2549

Історія неодноразово доводила: там, де церква служить не Богові, а владі, народ завжди платить за це свободою й кров’ю. Роками українцям нав’язували «пушкіних», «достоєвських» і «лєрмонтових» з одного боку, та «нєвських», «царів» і «муромців» — з іншого. Усе це стало ідеологічною підготовкою до війни, у якій ці ж наративи використовують для виправдання вбивств українців.

945
19.01.2026

Зима — це час, коли наш організм потребує особливої підтримки, адже холодна погода, короткі дні та обмежений доступ до свіжих фруктів і овочів можуть знижувати наш імунітет.  

7745
15.01.2026

Люди часто звикли пов’язувати втому з недосипанням чи стресом, але не менш вагомим чинником є харчування. Те, що ми кладемо на тарілку, безпосередньо впливає на рівень енергії, концентрацію та працездатність.  

1596
11.01.2026

Найкраще, щоб у раціоні переважала так звана «груба» їжа — продукти, багаті на клітковину. Йдеться про буряк, капусту, моркву, гриби, фрукти, овочі та зелень.     

6907 1
17.01.2026

На недійсність впливає не те, що сталося після вінчання, а те, що було до складання шлюбу.    

7872
14.01.2026

Варто зазначити, що це вже не перший священнослужитель Івано-Франківської Архієпархії, який удостоївся звання Капелана Його Святості та титулу Монсеньйора.

2193
12.01.2026

Вірян запрошують на нічні чування в Погінський монастир.

1036
07.01.2026

У храмі Святих апостолів Петра і Павла ПЦУ в Космачі не було різдвяного богослужіння ні 25 грудня, ні 7 січня. Натомість 7 січня у церкві провели спільну молитву за мир та припинення війни. 

3462
18.01.2026

Недостатнє фінансування, кадровий голод і відсутність системної державної політики у сфері культури — ключові виклики, з якими стикається краєзнавчий музей «Бойківщина» Тетяни й Омеляна Антоновичів.

12473
20.01.2026

Президент США Дональд Трамп запросив 49 держав і Єврокомісію до "Ради миру" щодо Гази, серед запрошених є Україна, однак відповіді від неї поки немає.

668
14.01.2026

Новиною номер один ввечері 13 січня в українських медіа стала інформація про обшуки, а пізніше й повідомлення про підозру керівниці фракції «Батьківщина» у Верховній Раді Юлії Тимошенко.  

1058
10.01.2026

Кардинал Ватикану П'єтро Паролін зустрічався з послом США при Святому Престолі Браяном Берчем, і під час розмови він закликав, щоб Вашингтон дозволив президенту Венесуели Ніколасу Мадуро втекти до Росії.

768
08.01.2026

Сенатор Ліндсі Грем заявив, що президент США Дональд Трамп дав "зелене світло" двопартійному законопроєкту про санкції проти Росії.

739