Nghiên cứu Y - Dược Thứ năm, ngày 19/1/2023

Các nhà khoa học phát triển cảm biến phát hiện sớm bệnh Alzheimer

Các nhà nghiên cứu đang phát triển một cảm biến sinh học mới có thể được sử dụng để sàng lọc bệnh Alzheimer và các bệnh khác.
Ảnh minh họa
Ảnh minh họa
Cảm biến của họ hoạt động bằng cách phát hiện một loại protein nhỏ cụ thể, trong trường hợp này là một cytokine được gọi là Yếu tố hoại tử khối u alpha (TNF alpha), có liên quan đến tình trạng viêm trong cơ thể. Nồng độ cytokine bất thường có liên quan đến nhiều loại bệnh bao gồm bệnh Alzheimer, ung thư, bệnh tim, bệnh tự miễn dịch và bệnh tim mạch.

TNF alpha có thể hoạt động như một dấu ấn sinh học, một đặc tính có thể đo lường được cho thấy tình trạng sức khỏe.

COVID-19 cũng có thể gây ra các phản ứng viêm được gọi là 'cơn bão cytokine' và các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chất ức chế cytokine là một phương pháp điều trị hiệu quả để cải thiện cơ hội sống sót.

"Mục tiêu của chúng tôi là phát triển một cảm biến ít xâm lấn hơn, ít tốn kém hơn và sử dụng đơn giản hơn các phương pháp hiện có", Trợ lý Khoa học Kỹ thuật, Giáo sư Michael Adachi, đồng lãnh đạo dự án cho biết.

"Những cảm biến này cũng nhỏ và có tiềm năng được đặt trong văn phòng bác sĩ để giúp chẩn đoán các bệnh khác nhau, bao gồm cả bệnh Alzheimer."

Adachi nói rằng có một số phương pháp đã được thiết lập để phát hiện các protein đánh dấu sinh học như xét nghiệm hấp thụ miễn dịch liên kết với enzyme (ELISA) và phép đo khối phổ, nhưng chúng có một số nhược điểm. Các phương pháp hiện có này rất tốn kém, các mẫu cần phải được gửi đến phòng thí nghiệm để thử nghiệm và có thể mất một ngày hoặc hơn để nhận được kết quả.


Ông lưu ý rằng bộ cảm biến sinh học của chúng cực kỳ nhạy cảm và có thể phát hiện TNF alpha ở nồng độ rất thấp (10 fM) -- thấp hơn rất nhiều so với nồng độ thường thấy trong các mẫu máu khỏe mạnh (200-300 fM).

Các xét nghiệm sàng lọc bệnh Alzheimer hiện nay bao gồm một bảng câu hỏi để xác định xem người đó có các triệu chứng hay không, chụp ảnh não hoặc quy trình chọc dò tủy sống bao gồm xét nghiệm các protein đánh dấu sinh học trong dịch não tủy của bệnh nhân tiềm năng.

Nhóm nghiên cứu đã hoàn thành giai đoạn chứng minh khái niệm, chứng minh rằng cảm biến đi-ốt hai điện cực có hiệu quả trong việc phát hiện TNF alpha trong môi trường phòng thí nghiệm. Họ dự định kiểm tra cảm biến sinh học trong các thử nghiệm lâm sàng để đảm bảo rằng nó có thể phát hiện hiệu quả các protein đánh dấu sinh học trong một mẫu máu chứa nhiều protein gây nhiễu khác nhau và các chất khác.

Nghiên cứu sinh tiến sĩ khoa học kỹ thuật Hamidreza Ghanbari cho biết: “Chúng tôi sẽ tiếp tục kiểm tra khả năng phát hiện các protein tương tự của thiết bị bằng cách sử dụng chất dịch cơ thể như mẫu máu”. "Mục tiêu khác là sử dụng cùng một thiết bị nhưng một thụ thể khác để phát hiện các protein đặc hiệu hơn đối với bệnh Alzheimer."

Các nhà nghiên cứu cũng đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế tạm thời cho Văn phòng Cấp phép Công nghệ (TLO) tại SFU. Dự án áp dụng cách tiếp cận liên ngành kết hợp sự lãnh đạo của Adachi về Khoa học Kỹ thuật và các giáo sư Karen Kavanagh ở Khoa Vật lý và Miriam Rosin ở Khoa Sinh lý Y sinh và Động học (BPK).

Kavanagh nói: “Chúng tôi cần đảm bảo rằng mỗi cảm biến được chế tạo giống hệt nhau với dung sai cần thiết cho nồng độ mà chúng tôi đang cố gắng dự đoán hoặc phát hiện, và đó là thách thức thực sự”.

Làm thế nào nó hoạt động

Kavanagh cho biết cảm biến của họ phụ thuộc vào đặc tính của một loại chất bán dẫn đang được nghiên cứu về đặc tính hai chiều (2D) của nó, molybdenum disulfide (MoS 2 ). Hợp chất này có các đặc tính khác so với các chất bán dẫn phổ biến, silicon hoặc gali arsenua (GaAs), được sử dụng rộng rãi hơn và được hiểu rõ hơn.

Thushani De Silva tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học Kỹ thuật, người đã làm việc trong dự án và nhấn mạnh rằng thiết bị này dựa trên phép đo điện.

Cô giải thích: “Về cơ bản, chúng tôi có một chất bán dẫn trên vùng cảm biến và khi protein mục tiêu tương tác với cảm biến, nó sẽ thay đổi đầu ra tín hiệu điện. "Bằng cách đo lường sự thay đổi này, chúng tôi có thể đo được nồng độ của protein có trong dịch cơ thể."

Nhóm nghiên cứu sử dụng một loại vật liệu nano gọi là vật liệu hai chiều, có khả năng mỏng ở cấp độ nguyên tử và được sử dụng làm lớp cảm biến. Các chuỗi DNA được gọi là aptamer được áp dụng trên các vật liệu 2D này.

Sau khi protein đánh dấu sinh học được đưa lên bề mặt của cảm biến, nó sẽ gây ra những thay đổi nhỏ về tính chất điện. Bằng cách xem xét đầu ra điện của lớp cảm biến, họ có thể xác định nồng độ của các protein đánh dấu sinh học này trong một giải pháp đơn giản.

Theo Science daily
- Thuocbietduoc.com.vn cung cấp thông tin về hơn 30.000 loại thuốc theo toa, thuốc không kê đơn. - Các thông tin về thuốc trên Thuocbietduoc.com.vn cho mục đích tham khảo, tra cứu và không dành cho tư vấn y tế, chẩn đoán hoặc điều trị. - Khi dùng thuốc cần tuyệt đối tuân theo theo hướng dẫn của Bác sĩ
- Chúng tôi không chịu trách nhiệm về bất cứ hậu quả nào xảy ra do tự ý dùng thuốc dựa theo các thông tin trên Thuocbietduoc.com.vn
Thông tin Thuốc và Biệt Dược
- Giấy phép ICP số 235/GP-BC.
© Copyright Thuocbietduoc.com.vn
- Email: contact.thuocbietduoc@gmail.com