Un test de respirație dezvoltat la MIT ar putea depista pneumonia în câteva minute, fără radiografii

Tehnologia, denumită „PlasmoSniff”, utilizează un senzor portabil capabil să detecteze biomarkeri ai bolii în aerul expirat de pacient. Cercetătorii afirmă că sistemul ar putea fi folosit direct în cabinete medicale sau chiar la domiciliu.

Studiul care descrie noul dispozitiv a fost publicat în revista Nano Letters.

Cum funcționează testul

Metoda presupune ca pacientul să inhaleze nanoparticule special concepute, într-un mod similar utilizării unui inhalator pentru astm. Aceste particule transportă biomarkeri sintetici – mici „etichete” chimice care reacționează în prezența infecțiilor pulmonare.

Dacă plămânii sunt sănătoși, nanoparticulele sunt eliminate intacte. În cazul prezenței pneumoniei, enzimele produse de infecție separă biomarkerii de particule. Aceștia sunt apoi eliminați prin respirație și pot fi detectați de senzor.

„În practică, un pacient ar inhala nanoparticulele și, în aproximativ 10 minute, ar expira un biomarker care indică starea plămânilor. Tehnologia PlasmoSniff poate identifica acești biomarkeri în câteva minute, direct la punctul de îngrijire”, a declarat Aditya Garg, cercetător postdoctoral.

Detectarea unor semnale extrem de slabe

Senzorul este construit folosind plasmonica – un domeniu care studiază interacțiunea luminii cu materia la scară nanometrică. Dispozitivul conține o peliculă subțire de aur și nanoparticule de aur, separate de un spațiu de doar cinci nanometri, unde sunt capturate moleculele țintă.

Moleculele de apă de pe suprafața senzorului ajută la „prinderea” biomarkerilor, iar ulterior aceștia sunt analizați prin spectroscopie Raman, o tehnică ce identifică moleculele după „amprenta” lor vibrațională.

„Este o problemă de tip ‘acul în carul cu fân’. Metoda noastră reușește să detecteze molecule care altfel ar fi ascunse printre mii de altele”, a explicat Loza Tadesse, coordonatoarea cercetării.

Rezultate promițătoare și aplicații extinse

Tehnologia a fost testată pe probe de lichid pulmonar provenite de la șoareci, în care au fost introduși biomarkeri ai pneumoniei. Senzorul a reușit să detecteze aceste semnale la concentrații extrem de reduse, similare celor întâlnite în infecțiile reale.

Cercetătorii lucrează în prezent la integrarea sistemului într-un dispozitiv portabil, care ar putea include o mască pentru colectarea respirației și un detector compact.

Pe lângă pneumonia, tehnologia ar putea fi adaptată pentru depistarea altor boli, inclusiv anumite tipuri de cancer sau infecții virale, dar și pentru monitorizarea poluanților din aer.

„Nu este limitată doar la diagnostic medical. Dacă o moleculă are o amprentă vibrațională cunoscută și poate interacționa cu apa, platforma noastră o poate detecta”, a adăugat Tadesse.

Dacă va fi implementată pe scară largă, tehnologia PlasmoSniff ar putea face diagnosticul bolilor pulmonare mai rapid, mai accesibil și mai eficient la nivel global.