I když v dnešní laboratorní praxi je snaha maximálně urychlit všechny kroky pro včasnou diagnostiku vzorků odebraných ambulantním pacientům, přece jen je nutné počítat s dopravou i následnými laboratorními procesy.

Dlouhá, absolutně přesná cesta

Vzorek krve či jiného biologického materiálu (např. stěr ze sliznice) se dá použít pro řadu biochemických i genetických testů. Je jej ovšem třeba zpracovávat např. odstřeďováním, tepelnými procesy, izolací nebo separací různých složek či štěpením enzymy.

To všechno musí probíhat podle naprosto standardních postupů, aby konečný výsledek vyšetření byl spolehlivým základem pro další postup léčby.

Samozřejmě analýza nevylučuje ani výsledek na hranici dvou hodnot rozdílného významu a pak je třeba proces opakovat, případně požádat o nový odběr. Celý postup i výsledky jsou zaneseny do informačního systému, a teprve poté jsou k dispozici lékaři.

Kompletní „laborka“ v kapse

Projekt MicroActive, jenž byl realizován v rámci programu EU, však vyvinul integrovaný systém založený na mikrotechnologiích a biotechnologiích. Lékaři umožňuje získat řadu výsledků rychle v jeho vlastní ordinaci.

Nový diagnostický „čip“ vypadá trochu jako průhledná kreditní karta a v podstatě obsahuje kompletní laboratoř. V čipu jsou ukryty velmi úzké mikrokanálky, ve kterých jsou na povrchu materiálu navázány potřebné reagencie (činidla) pro provedení analýzy (chemikálie, enzymy).

Odebraný, případně jednoduše upravený vzorek, vzlíná kanálkem a reaguje s přítomnými detekčními činidly.

Projekt používal k testování čipu buňky stěrů odebraných k diagnostice prekanceróz (rizikových stádií, které se mohou změnit v rakovinný nádor) a karcinomu (rakoviny) děložního čípku. Podobně je však možné vyšetřit vzorky na přítomnost mnoha patogenních virů nebo bakterií, stejně jako na přítomnost různých typů nádorových onemocnění v jejich počátečních stádiích.

Každá minuta je důležitá

„Tak je čip schopen analyzovat krev nebo buňky a diagnostikovat až osm různých onemocnění“, uvedli Liv Furubergová a Michal Mielnik ze společnosti SINTEF, jež za touto „minilaboratoří“ stojí.

Pro jednotlivá onemocnění existuje určitý charakteristický biomarker (významná změna některé z vyšetřovaných hodnot), odchylka oproti normálnímu stavu, který je možné vyšetřením odhalit. Těmi biomarkery mohou být buď bílkoviny, které jsou někde, kde by být neměly, nebo fragmenty DNA či enzymy.

Tento malý čip je schopen provádět stejné úkony jako velká laboratoř a současně být rychlejší. Diagnostika s pomocí čipu je automatizovaná, lékař jednoduše vloží kartu do přístroje, přidá pár kapek vzorku odebraného pacientovi a dostane výsledky.

Domácí diagnostika aneb poznej svého nepřítele

Vědci také vyvinuli další postup pro interpretaci pozitivních výsledků. Tedy pro případ, kdy jsou nalezeny příslušné biomarkery. „Projekt prokázal, že je možné provést rychlé, jednoduché diagnostické analýzy pomocí mikročipů.

Nyní už naše týmy pracují na několika různých druzích čipů, včetně čipu pro analýzu proteinů, které signalizují akutní záněty,“ říká Liv Furubergová.

Navazující dvouletý projekt firmy, který odstartovala firma NorChip má za cíl dovést čip až k sériové výrobě pro rutinní diagnostiku. Frank Karlsen z této společnosti tvrdí, že v principu lze tuto technologii propracovat až do té míry, že by mohla být bezpečně určena pro domácí použití např. v případě zánětlivých respiračních onemocnění.

Kombinované podjednotky N a H útočí

H a N jsou dvě podjednotky, které se v různém počtu kombinují v různých typech chřipkových virů. H1N1 je třeba chřipka mexická, nebo také prasečí, H5N1 chřipka ptačí. Jak je možné jednotlivé typy chřipky diagnostikovat?

V zásadě buďto imunologickou cestou, stopujete virus podle antigenů, které se proti němu vytvářejí, nebo molekulárně genetickou cestou – pátráním po virovém genomu. Důležité pro diagnostiku je také vědět, jak se věci vyvíjejí, sledovat například množství protilátek (tzv. titr) ve vzorcích odebraných s časovým odstupem.

Volba diagnostiky záleží na tom, jak rychle potřebujete znát výsledek. Dnes je k dispozici expresní dagnostika s výsledky za 10-30 minut, protože léčba chřipky určitým typem léku vyžaduje jeho nasazení do 48 hodin po projevení prvních příznaků.

Mezi metody „jen“ rychlé (výsledky 6-10 h po odběru) patří elektronová mikroskopie, enzymová imunoanalýza, imunofluorescence nebo PCR (polymerázová řetězová reakce).

Novinka vznikla na severu

Za projektem stojí největší nezávislá výzkumná skandinávská společnost SINTEF se sídlem v Norsku, která projekt koordinovala. Navíc se na něm podílely Institut für Mikrotechnik Mainz GmbH (Německo), IMTEK (Německo), Albert-Ludwigs Universität, Freiburg (Německo), BioFluidix (Německo), NorChip (Norsko) a Coombe Womens‘ hospital (Irsko).

Norská společnost NorChip přišla s prvotním nápadem a prováděla také v plném rozsahu ověřovací testy v průběhu projektu.