Источник: Имперский колледж Лондона

Специалисты из Имперского колледжа Лондона и компании DNA Electronics разработали портативное устройство, способное определять наличие ВИЧ и концентрацию вируса в небольшой по объему пробе крови (как правило, одна капля). Этот гаджет после анализа генерирует сигнал, который передается на ПК, ноутбук или портативное устройство, где этот сигнал обрабатывается специальным программным обеспечением.

По словам разработчиков, девайс может использоваться в любом месте в любое время — как в домашних условиях, так и в больницах, расположенных в удаленных и труднодоступных регионах. Время проведения теста — всего полчаса или даже меньше. Информация о проекте опубликована разработчиками в журнале Scientific Reports. Ученые утверждают, что точность определения наличия ВИЧ в крови очень высокая.

Новая технология позволяет людям проводить тесты самостоятельно. Современные тесты проводятся около трех дней, часто еще дольше, и требуют отправки проб крови в лабораторию, так что время тратится еще и на транспортировку. Это далеко не всегда возможно, поскольку некоторые регионы разных стран находятся на значительном удалении от центров, где проводится подобный анализ. Часто речь идет о сотнях или даже тысячах километров. Хуже всего то, что в странах с максимальным уровнем носителей ВИЧ таких лабораторий вообще нет или есть всего несколько на всю страну.

Своевременное выявление ВИЧ обеспечивает возможность использовать способы лечения ретровируса, которые значительно снижают его наличие в крови, подавляя развитие и активность. В некоторых случаях современные методики лечения дают сбой — возможно, потому, что вирус вырабатывает устойчивость к медикаментозному лечению. Первым сигналом к тому, что так и произошло, является повышение количества вирусов заболевания в крови. Именно поэтому постоянное наблюдение и анализы необходимы для того, чтобы можно было убедиться в эффективности проводимого лечения.

Проблема состоит еще и в том, что большинство лабораторий, которые могут выявить наличие ВИЧ в крови человека с использованием антител, неспособны определять концентрацию вирусов. Результаты анализа в таких лабораториях показывают лишь заражен человек или нет. Как уже говорилось выше, пациентам, которые проходят медикаментозное лечение, жизненно важно вести мониторинг уровня содержания вируса в своей крови.

Вирус иммунодефицита человека поражает клетки иммунной системы, имеющие на своей поверхности рецепторы CD4: Т-хелперы, моноциты, макрофаги, клетки Лангерганса, дендритные клетки, клетки микроглии. В результате работа иммунной системы угнетается, развивается синдром приобретённого иммунного дефицита (СПИД), организм больного теряет возможность защищаться от инфекций и опухолей, возникают вторичные оппортунистические заболевания, которые не характерны для людей с нормальным иммунным статусом

Доктор Грэхем Кук, один из разработчиков портативной лаборатории на чипе, говорит, что эффективность методов лечения ВИЧ радикально улучшилась за последние 20 лет. Пациенты с этим заболеванием могут жить без особых проблем, если постоянно принимают нужные препараты. Без необходимого лечения заболевание вызывает смерть пациента в среднем через 9—11 лет после заражения (в зависимости от подтипа вируса). Средняя продолжительность жизни на стадии СПИД составляет около девяти месяцев. При проведении антиретровирусной терапии продолжительность жизни пациента составляет 70—80 лет.

«Тем не менее, наблюдение за концентрацией вируса в крови человека критически важно для проведения эффективного лечения. Сейчас такое наблюдение, зачастую, требует значительных временных и финансовых затрат. Мы разработали этот прибор, размер которого изначально был равен размеру копира, и постепенно уменьшили его до размера флешки».

Разработчики утверждают, что сейчас их проект находится еще на начальных этапах развития. Но уже сейчас пациенты могут регулярно выполнять анализы, наблюдая за количеством вирусов в своей крови. Особенно полезным прибор может оказаться в Африке, в бедных странах с низким уровнем медицинского обслуживания. Здесь, порой, вообще нет возможности провести нужные анализы.

Сам гаджет использует чип от мобильного телефона. Для работы ему нужна лишь капля крови. Если вирус есть в крови, то это изменяет кислотность образца. Прибор это улавливает и отправляет соответствующий сигнал. Он принимается управляющим софтом на мобильном телефоне или ПК. За последние несколько месяцев разработчики протестировали 991 образец крови. Точность анализа составила 95%. Среднее время проведения анализа — 20,8 мин.

Сейчас ученые хотят модифицировать свою лабораторию на чипе для того, чтобы устройство могло определять наличие и концентрацию в крови вирусов других видов. Например, вирус гепатита. Авторы проекта считают, что их работа — прекрасный пример того, как новый метод проведения анализа в сочетании с современными технологиями изменяет способ лечения ВИЧ-пациентов, обеспечивая возможность проведения быстрого, точного и эффективного анализа крови.