Nauka  / Artykuł

Najtańsze laboratorium diagnostyczne na świecie kosztuje... 4 grosze

Układ mikroprzepływowy, trochę elektroniki i zwykła drukarka. To wszystko, co potrzeba, żeby zbudować sobie najtańsze laboratorium diagnosytczne na świecie zdolne do analizy komórek i wykrywania raka.

Najtańsze laboratorium diagnostyczne na świecie

Naukowcom ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanford udało się skonstruować miniaturowe laboratorium diagnostyczne, mieszczące się w dłoni. Urządzenie rzekomo jest w stanie wykryć wczesne stadium raka piersi i inne śmiertelne choroby, takie jak malaria, czy gruźlica.

- Przy koszcie produkcji na poziomie 1 centa [czyli 4 groszy - przyp. red.] za pojedyńczy chip, nowa technologia ma szansę zapoczątkować rewolucję w diagnostyce medycznej, podobną do tej, którą zapoczątkowało tanie sekwencjonowanie genomu - mówi Ronald Davis, doktor, profesor biochemii i genetyki i dyrektor Stanford Genome Technology Center, jeden z twórców urządzenia.

Artykuł opisujący nową technologię ukazał się w Proceedings of the National Academy of Sciences. Laboratorium o rozmiarze karty kredytowej ma potencjał na zwiększenie możliwości diagnostycznych lekarzy na całym świecie. W szczególności w krajach rozwijających się, w których przez niski dostęp do diagnostyki umieralność na niektóre choroby jest ponad dwukrotnie wyższa w porównaniu do krajów rozwiniętych.

Najtańsze laboratorium diagnostyczne na świecie

Zespół odpowiedzialny za stworzenie “laboratorium-na-chipie” (to oficjalna nazwa, lekarze jak widać nie przykładają zbyt dużej wagi do nazw swoich rewolucyjnych wynalazków), jako jedno z przykładowych zastosowań podaje na przykład wczesne wykrywanie komórek raka piersi.

Na ten nowotwór w krajach rozwijających się umiera ok. 60 proc. pacjentek. To dwukrotnie więcej, niż w krajach rozwiniętych. Inne śmiertelne choroby, które mogą być błyskawiczne rozpoznane za pomocą tego urządzenia to malaria, gruźlica, czy wirus HIV.

- Wczesne wykrywanie chorób daje największe możliwości na opracowanie skutecznej metody leczenia - mówi Rahim Esfandyarpour, jeden z twórców najtańszego laboratorium diagnostycznego na świecie.

Laboratorium umieszczone na miniaturowym chipie to dwuczęściowy system. Pierwszą częścią jest silikonowy układ mikroprzepływowy, w którym umieszcza się komórki przeznaczone do badania.

Druga część to obwód wydrukowany na elastycznym pasku poliestru. Taki obwód można wydrukować na zwykłej drukarce atramentowej, korzystając z tuszu przewodzącego prąd.

Platforma została zaprojektowana jako wielofunkcyjna i pozwoli na analizę różnych typów komórek bez potrzeby korzystania z fluorescencyjnych lub magnetycznych markerów. Zamiast tego, urządzenie zaprojektowane przez naukowców ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanford wykorzystuje proces dielektroforezy.

Co to jest dielektroforeza?

Technika ta wykorzystuje zjawisko ruchu cząstek dielektrycznych pod wpływem niejednorodnego pola elektrycznego. Cząstki te, znajdujące się w komórkach, sprawiają, że te - zależnie od swojego typu - przemieszczają się w różnych kierunkach wewnątrz układu mikroprzepływowego.

Na podstawie tej metody najtańsze laboratorium diagnostyczne na świecie pozwoli na wyizolowanie pojedynczych komórek, wyizolowanie rzadkich komórek i liczenie komórek w zawiesinie. Wystarczy wydrukować sobie odpowiednią płytkę i podłączyć do niej źródło zasilania. Prościzna.

Dla porównania: cytometr przepływowy, wykorzystywany do sortowania i liczenia komórek kosztuje ponad 400 tys. zł.

Niska cena “laboratorium-na-chipie” może zdaniem jego twórców zdemokratyzować diagnostykę. To samo stało się po opracowaniu metody taniego sekwencjonowania DNA, dzięki czemu lekarze mogą zidentyfikować mutację nowotworu u pacjenta i na tej podstawie opracować spersonalizowaną terapię.

Wynalazek naukowców ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanford pozwoli na wczesne wykrywanie komórek rakowych obecnych w krwi pacjenta. Technologia ta pozwoli również na prowadzenie większej liczby badań w laboratoriach medycznych. A to z kolei zwiększa szanse na kolejne, rewolucyjne odkrycia w medycynie.

Medycyna staje się coraz tańsza

Laboratorium-na-chipie to kolejny przykład tego, jak bardzo potrzebujemy nowych technologii w medycynie. Malejące koszty badań profilaktycznych pozwolą na wykrywanie chorób w ich wczesnym stadium rozwoju, co z kolei znacząco obniży koszty samego leczenia.

Niedawno pisaliśmy o alkomacie, który potrafi wykrywać infekcje wirusowe. Jeśli urządzenie pomyślnie przejdzie testy kliniczne i trafi do masowej produkcji, jego cena nie powinna przekroczyć kwoty, za którą można kupić średniej klasy smartfona.


Zresztą nie zawsze potrzebujemy najnowszych technologii, żeby zrewolucjonizować procesy wykorzystywane w medycynie. W styczniu br. doktor Manu Prakash, również ze Szkoły Medycznej Uniwersytetu Stanford stworzył ręczną wirówkę, dzięki której bez dostępu do elektryczności lekarze są w stanie oddzielić plazmę od krwi.

Wszystkie trzy wynalazki powstały w 2017 r., a mamy dopiero początek lutego. Mam nadzieję, że przygotowując grudniowe podsumowanie najważniejszych wydarzeń ze świata medycyny, będę mógł wymienić jeszcze bardziej imponujące rzeczy, które odkryjemy w tym roku.

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst