Пищевая аллергия растет во всем мире. Одними из самых важных клеток при изучении этого недуга являются базофилы, которые активируют воспаление и другие реакции на аллергены, такие как сыпь, а иногда и анафилаксия. Но базофилы крайне редко встречаются в типичном флаконе с кровью, составляя 1% или меньше всех лейкоцитов. Чтобы продвинуть науку о пищевых аллергиях и узнать больше об этой неуловимой клетке, инженеры и клиницисты Стэнфордского университета сосредоточили свое внимание на способе выделения базофилов.
В статье, опубликованной в Lab on a Chip, исследователи описывают микрожидкостную систему , которая изолирует аллерген-реактивные базофилы из образцов крови . «Наша долгосрочная цель — выяснить, как разработать лучший тест на пищевую аллергию , более безопасный и точный», — сказал Синди Танг, доцент кафедры машиностроения и старший автор статьи. «Мы определили тест активации базофилов как наиболее многообещающий, учитывая все данные, полученные от наших клинических сотрудников и лабораторий по всему миру. Но текущий рабочий процесс не подходит для широкого клинического использования».
Ученые показали, что тест, который существует уже более 10 лет, тест активации базофилов, намного более точен, чем другие тесты на аллергию, такие как кожный укол или традиционный анализ крови, но в настоящее время он используется только в исследовательских целях.
Усовершенствование этого теста является приоритетом для некоторых ученых-клиницистов, таких как Стивен Галли, Мэри Хьюитт Лавлесс, доктор медицинских наук, профессор и соавтор исследования, который говорит, что это будущее тестов на аллергию — предотвращение дискомфорта и потенциальных серьезных побочных эффектов. реакции у пациентов, а также повышая шансы на получение полезных результатов.
«Из всех пациентов с антителами, которые могут опосредовать истинные аллергические реакции на определенный аллерген, только около половины из них действительно проявляют клиническую реакцию на этот аллерген», — сказал Галли. «Используя их базофилы, можно идентифицировать 95% или более пациентов с некоторыми клинически значимыми аллергиями».
Чистота благодаря магнитному просеиванию
В настоящее время тест активации базофилов требует громоздкой лабораторной процедуры. Тест, который задумали эти исследователи, мог бы дать результаты быстрее благодаря сравнительно невмешательному подходу, который позволил бы использовать его в клинических условиях. Выделение базофилов из небольшого объема крови является одним из важнейших аспектов их подхода.
Начав с образца цельной крови, исследователи используют комбинацию сортировки по размеру для удаления эритроцитов, а затем добавляют пару специальных добавок к лейкоцитам . «Мы используем коктейль антител, который нацелен на не-базофилы. А затем магнитные наночастицы связываются с этими антителами», — сказал Николас Кастаньо, доктор философии. студент и ведущий автор статьи.
Затем, чтобы изолировать базофилы, исследователи пропускают клетки через устройство, которое применяет специально разработанное магнитное поле , которое притягивает и обездвиживает все, что не является базофилом. Клетки проходят через все более сильное магнитное поле, чтобы гарантировать, что полученная жидкость содержит чистые базофилы.
«Благодаря этому мы создали сито для выделения базофилов, которое помогает нам с диагностическими показаниями, выходящими далеко за рамки того, что существует в настоящее время», — сказал Кастаньо, сославшись на чистоту и степень извлечения более 95%.
Проектирование будущего тестирования
Ключевой движущей силой дизайна устройства было время. Очень важно быстро изолировать живые клетки: чем меньше времени они проводят вне организма, тем более целостными становятся клетки крови, тем самым повышая жизнеспособность и точность тестов.
Быстрое время изоляции в 10 минут, достигнутое этими исследователями, также увеличивает доступность тестов для широкого круга клиник. Логистика доставки крови из больницы в центральный пункт обработки может задержать и снизить вероятность того, что врачи потребуют анализы. Обеспечение изоляции в клиниках и диагностических лабораториях «помогает раскрыть всю эту сферу возможности проводить в клинике класс тестов, называемых иммунофункциональными анализами», — сказал Кастаньо.
Тест активации базофилов — это только первое применение этого прибора. Его можно использовать с другими иммунными функциональными тестами — тестами, которые врачи используют для оценки конкретных терапевтических методов лечения на клеточном уровне — для которых требуются другие типы лейкоцитов, а не только базофилы. По словам исследователей, это комплексное приложение может произвести революцию в дополнительных аллергологических и иммунологических исследованиях.
Кастаньо с нетерпением ждет следующих этапов разработки, потому что эта микрожидкостная система выделения базофилов представляет собой «промежуточный процесс». Чтобы полностью разработать тест, сбор крови выше по течению и измерение активации ниже по течению должны быть такими же оптимизированными.
«У вас не может быть хорошего подхода к лечению без хороших диагностических показаний», — сказал Кастаньо. «В будущем мы надеемся разработать полностью автоматизированный, миниатюрный, быстрый и стандартизированный тест, который будет доступен для клиницистов, диагностирующих или отслеживающих аллергию».
Теги: биотехнологии, кровь, магнит
