Sepsa każdego roku zabija ponad 5 milionów ludzi na całym świecie, dlatego zespół projektu SPEDI-TEST opracował przenośne urządzenie do szybkiej identyfikacji pacjentów, u których prawdopodobnie wystąpią powikłania, dzięki czemu można wcześnie przeprowadzić ratujące życie interwencje.
Sepsa występuje, gdy układ odpornościowy organizmu reaguje nadmiarowo na infekcję lub uraz i w rezultacie atakuje własne narządy oraz tkanki. Szacuje się, że w 2017 roku odnotowano prawie 50 milionów przypadków sepsy na całym świecie – jest ona główną przyczyną zgonów w szpitalnych oddziałach intensywnej opieki medycznej.
Pomimo dostępności modeli predykcyjnych i diagnostycznych, lekarze nadal nie są w stanie ocenić stopnia ciężkości sepsy u pacjenta ani jego rokowania.
Zespół projektu SPEDI-TEST, wspieranego przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych, opracował metodę prognostyczną, która wykrywa sepsę w ciągu kilku godzin.
„Nasze urządzenie analizuje specyficzne warunki hodowli komórek krwi w celu wykrycia osłabienia odpowiedzi zapalnej, a następnie ocenia stan zapalny na poziomie molekularnym, który jest biomarkerem późnych powikłań związanych z sepsą”, mówi Pablo Pelegrin, koordynator projektu.
Zespół założył przedsiębiorstwo typu spin-off, aby przekształcić swoje urządzenie do diagnostyki in vitro (IVD) w zautomatyzowane, kompaktowe urządzenie typu laboratorium chipowego (ang. lab-on-a-chip).
Identyfikacja biomarkerów we krwi
W sepsie odpowiedź zapalna jest często wywoływana przez białka zwane receptorami, które znajdują się na powierzchni komórek odpornościowych. Po aktywacji komórki te wydzielają prozapalne białka sygnałowe zwane cytokinami, które rozprzestrzeniają się po organizmie, aktywując komórki odpornościowe w celu zwalczania infekcji.
Zespół projektu SPEDI-TEST opracował dwa protokoły identyfikacji biomarkerów we krwi.
W pierwszym z nich za pomocą testów ELISA w oczyszczonych próbkach krwi identyfikowuje się różne wzorce specyficznych białek wydzielanych przez komórki pacjentów z sepsą. Zespół wykorzystał następnie cytometrię przepływową do zbadania układu odpornościowego każdego pacjenta, aby przewidzieć, w jaki sposób może dalej się rozwinąć sepsa.
W drugim protokole wykorzystuje się próbki krwi pełnej (zamiast oczyszczonych komórek krwi) i określone warunki hodowli komórkowej. Analiza próbek krwi pełnej ułatwi przyszłą automatyzację, jednak ma niższą czułość niż analiza oczyszczonych komórek. Zespół ponownie zastosował zarówno metodę ELISA, jak i cytometrię przepływową. Druga z metod okazała się bardziej czuła, ale analiza danych nie została jeszcze zakończona.
„Zamiast szukać konkretnej cząsteczki obecnej we krwi, »pytamy« komórki odpornościowe, jak sobie radzą, a u pacjentów z długotrwałymi powikłaniami one odpowiadają: »jesteśmy wyczerpane«, i to jest naszym biomarkerem”, wyjaśnia Pelegrin.
Tego typu badania krwi zazwyczaj wymagają użycia nieporęcznego sprzętu i skomplikowanych technik oraz asysty wykwalifikowanego personelu.
„Nasze urządzenie do diagnostyki in vitro jest wystarczająco małe, by można go użyć przy łóżku pacjenta i może być obsługiwane przez pielęgniarki lub personel kliniczny bez specjalnego przeszkolenia. Szybkie uzyskanie wyników (w ciągu kilku godzin) przyspiesza wdrożenie potencjalnie ratujących życie interwencji”, dodaje Pelegrin.
Wyniki walidacji
Testy walidacyjne z udziałem pacjentów wykazały, że czułość testu ELISA (tzn. prawidłowe wskazanie pacjentów, u których wystąpią przyszłe powikłania sepsy) wynosi 90,9 %, a swoistość (prawidłowe wskazanie pacjentów bez powikłań) – 100 %. Natomiast metoda cytometrii przepływowej osiągnęła czułość 81,8 % i swoistość 91,7 %. Obie metody pozwoliły na zidentyfikowanie pacjentów, którzy rozwiną długotrwałe powikłania sepsy, w ciągu 24 godzin od przyjęcia na oddział intensywnej opieki medycznej.
„Należy je porównać z obecnie stosowaną skalą kliniczną, znaną jako ΔSOFA, stosowaną do określenia prawdopodobnego przebiegu sepsy. Zastosowano ją u 55 pacjentów pięć dni po przyjęciu na oddział intensywnej opieki medycznej, a czułość i swoistość tej metody wyniosła 87,5 %”, dodaje Pelegrin.
Lepsza identyfikacja ryzyka oznacza skuteczniejsze leczenie
Urządzenie opracowane w ramach projektu SPEDI-TEST wcześnie identyfikuje pacjentów o zwiększonym ryzyku wystąpienia zagrażających życiu powikłań sepsy, co skutkuje wcześniejszym ustaleniem rokowania, a tym samym skuteczniejszym leczeniem i lepszą opieką. Poprawi to również leczenie pacjentów szczególnie podatnych na wystąpienie powikłań, w tym osób cierpiących na choroby współistniejące, takie jak zawał serca lub zapalenie płuc.
„Koszt opieki nad pacjentem z sepsą szacowany jest na 42 000 EUR w skali roku, zatem zastosowanie naszego urządzenia przyniesie korzyści nie tylko pacjentom, ale także szpitalom oraz będzie miało pozytywny wpływ na szerzej rozumianą ekonomię zdrowia dzięki bardziej ukierunkowanemu wykorzystaniu zasobów”, podsumowuje Pelegrin.
Komentarze
[ z 0]