Επανάσταση στη φροντίδα των νεογνών: πρωτοποριακή συσκευή με μία σταγόνα αίματος καταγράφει την ανοσοποιητική λειτουργία τους

Ερευνητές ανέπτυξαν μια πρωτοποριακή συσκευή στο είδος της για να καταγράψει την ανοσοποιητική λειτουργία των νεογνών. Χρησιμοποιώντας μία μόνο σταγόνα αίματος, το σύστημα BiophysicaL Immune Profiling for Infants (BLIPI) παρέχει πληροφορίες σε πραγματικό χρόνο για τις ανοσολογικές αντιδράσεις των νεογνών, επιτρέποντας την έγκαιρη ανίχνευση σοβαρών φλεγμονωδών παθήσεων και επιτρέποντας έγκαιρες παρεμβάσεις.

Αυτή η κρίσιμη καινοτομία αντιμετωπίζει την επείγουσα και ανεκπλήρωτη ανάγκη για γρήγορα και ελάχιστα επεμβατικά διαγνωστικά εργαλεία για την προστασία των ευάλωτων νεογνών, ειδικά εκείνων που γεννιούνται πρόωρα.

Κρίσιμη κι ανεκπλήρωτη η ανάγκη για φροντίδα των νεογνών

Τα πρόωρα βρέφη είναι ιδιαίτερα ευάλωτα σε απειλητικές για τη ζωή παθήσεις όπως η σήψη και η νεκρωτική εντεροκολίτιδα (NEC). Η νεογνική σήψη –μια λοίμωξη του αίματος που εμφανίζεται τις πρώτες εβδομάδες της ζωής– αποτελεί μια σημαντική παγκόσμια πρόκληση για την υγεία, προκαλώντας έως και ένα εκατομμύριο θανάτους βρεφών παγκοσμίως ετησίως.

Η NEC, μια σοβαρή εντερική νόσος που προκαλεί σοβαρή φλεγμονή, είναι μία από τις κύριες αιτίες θανάτου σε πρόωρα βρέφη – έως και 50% των νεογνών με χαμηλό βάρος γέννησης που παθαίνουν NEC δεν επιβιώνουν. Τα βρέφη μπορεί να εμφανίζουν ασαφή συμπτώματα, γεγονός που καθιστά δύσκολη τη διάγνωση αυτών των παθήσεων. Ωστόσο, και οι δύο παθήσεις μπορούν να επιδεινωθούν γρήγορα και να απαιτήσουν άμεση ιατρική παρέμβαση για τις καλύτερες πιθανότητες ανάρρωσης.

Οι τρέχουσες διαγνωστικές μέθοδοι για την ανίχνευση και την πρόληψη αυτών των σοβαρών παθήσεων στα νεογνά βασίζονται σε μεγάλα δείγματα αίματος –έως 1 ml, μια σημαντική ποσότητα αίματος για ένα νεογέννητο– και σε χρονοβόρες εργαστηριακές διαδικασίες. Αυτό δεν είναι ιδανικό για νεογνά των οποίων ο συνολικός όγκος αίματος μπορεί να είναι μόλις 50 mL σε πολύ πρόωρα βρέφη ηλικίας κάτω των 28 εβδομάδων, γεγονός που περιορίζει την επαναλαμβανόμενη ή μεγάλου όγκου δειγματοληψία και μπορεί ενδεχομένως να οδηγήσει σε αναιμία και άλλες επιπλοκές.

Ταυτόχρονα, οι συμβατικές εξετάσεις –όπως οι καλλιέργειες αίματος ή οι φλεγμονώδεις ομάδες– μπορεί να χρειαστούν ώρες έως ημέρες για να επιστρέψουν εφαρμόσιμα αποτελέσματα, περιορίζοντας τις άμεσες στοχευμένες κλινικές παρεμβάσεις. Η νέα συσκευή BLIPI αντιμετωπίζει αυτές τις προκλήσεις απαιτώντας μόνο 0,05 ml αίματος και παρέχοντας αποτελέσματα εντός 15 λεπτών.

Επανάσταση στη φροντίδα των νεογνών

Σε μια μελέτη με τίτλο «Η βιοφυσική ανοσολογική ανάλυση ολικού αίματος των νεογνών συσχετίζεται με τις ανοσολογικές αποκρίσεις», που δημοσιεύτηκε στο Pediatric Research, ερευνητές από τις διεπιστημονικές ερευνητικές ομάδες (IRGs) Critical Analytics for Manufacturing Personalized Medicine (CAMP) και Antimicrobial Resistance (AMR) της Συμμαχίας για την Έρευνα και την Τεχνολογία (SMART) της Σιγκαπούρης-MIT, της ερευνητικής επιχείρησης του MIT στη Σιγκαπούρη, και του Νοσοκομείου Γυναικών και Παιδιών KKH, καταδεικνύουν πώς το BLIPI αξιοποιεί την τεχνολογία μικρορευστομηχανικής για να μετρήσει πώς αλλάζουν τα ανοσοποιητικά κύτταρα κατά την καταπολέμηση της λοίμωξης, αξιολογώντας το μέγεθος και την ευελιξία τους.

Σε αντίθεση με τις συμβατικές εξετάσεις που αναζητούν μόνο την παρουσία μικροβίων, το BLIPI δείχνει άμεσα πώς ανταποκρίνεται το ανοσοποιητικό σύστημα ενός μωρού. Οι κυτταρικές αλλαγές που ανιχνεύει το BLIPI ευθυγραμμίζονται με τις τυπικές εξετάσεις στις οποίες βασίζονται οι γιατροί, συμπεριλαμβανομένων των επιπέδων C-αντιδρώσας πρωτεΐνης (CRP), του αριθμού των λευκών αιμοσφαιρίων και των αναλογιών ανώριμων προς ολικά ουδετερόφιλα. Αυτή η μορφή εξέτασης μπορεί να αποκαλύψει γρήγορα εάν το ανοσοποιητικό σύστημα ενός μωρού καταπολεμά μια λοίμωξη.

Στη μελέτη, το BLIPI χρησιμοποιήθηκε για τον έλεγχο 19 βρεφών σε πολλαπλά χρονικά σημεία –οκτώ τελειόμηνα και 11 πρόωρα– και έδειξε σαφείς διαφορές στην εμφάνιση και τη συμπεριφορά των ανοσοκυττάρων μεταξύ των βρεφών. Αξίζει να σημειωθεί ότι όταν ένα πρόωρο μωρό εμφάνισε σοβαρή αιματολογική λοίμωξη, η συσκευή ήταν σε θέση να ανιχνεύσει σημαντικές αλλαγές στα ανοσοκύτταρα. Αυτό δείχνει τις δυνατότητές της στην έγκαιρη ανίχνευση λοιμώξεων.

Μόνο μία σταγόνα αίματος

Το BLIPI είναι μια φορητή συσκευή που μπορεί να δώσει αποτελέσματα στον θάλαμο ή στις μονάδες εντατικής θεραπείας νεογνών (NICUs), εξαλείφοντας την ανάγκη μεταφοράς δειγμάτων αίματος στο εργαστήριο και καθιστώντας την εύκολα εφαρμόσιμη σε περιβάλλοντα υγειονομικής περίθαλψης με περιορισμένους πόρους ή σε αγροτικές περιοχές.

Το πιο σημαντικό, το BLIPI χρειάζεται μόνο μία σταγόνα αίματος και 20 φορές λιγότερο όγκο αίματος από ό,τι απαιτούν οι υπάρχουσες μέθοδοι. Αυτά τα γρήγορα αποτελέσματα μπορούν να βοηθήσουν τους κλινικούς ιατρούς να λαμβάνουν έγκαιρες, σωτήριες αποφάσεις σε κρίσιμες καταστάσεις όπως η σήψη ή η NEC, όπου η έγκαιρη θεραπεία είναι ζωτικής σημασίας. «Στόχος μας ήταν να δημιουργήσουμε ένα διαγνωστικό εργαλείο που λειτουργεί εντός των μοναδικών περιορισμών της νεογνικής φροντίδας – ελάχιστος όγκος αίματος, ταχεία ανταπόκριση και υψηλή ευαισθησία. Το BLIPI αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τα εμπρός, παρέχοντας στους κλινικούς ιατρούς γρήγορα, εφαρμόσιμα δεδομένα ανοσολογικής υγείας χρησιμοποιώντας μια μη επεμβατική μέθοδο, όπου μπορεί να κάνει πραγματική διαφορά για τα νεογνά που βρίσκονται σε εντατική θεραπεία», δήλωσε ο Δρ. Kerwin Kwek, Ερευνητής Επιστήμονας στο SMART CAMP και το SMART AMR, και συν-επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

«Το KKH φροντίζει περίπου τα δύο τρίτα όλων των μωρών που γεννιούνται με βάρος λιγότερο από 1.500 γραμμάρια στη Σιγκαπούρη. Αυτά τα πρόωρα μωρά συχνά δυσκολεύονται να καταπολεμήσουν τις λοιμώξεις με το ανώριμο ανοσοποιητικό τους σύστημα», δήλωσε η Επίκουρη Καθηγήτρια Yeo Kee Thai, Ανώτερη Σύμβουλος στο Τμήμα Νεογνολογίας στο KKH και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

«Με το BLIPI, ένα μόνο τσίμπημα στο δάχτυλο ή τη φτέρνα του μωρού μπορεί να μας δώσει γρήγορες πληροφορίες για την ανοσολογική απόκριση του βρέφους μέσα σε λίγα λεπτά. Αυτό μας επιτρέπει να προσαρμόζουμε τις θεραπείες με μεγαλύτερη ακρίβεια και να ανταποκρινόμαστε ταχύτερα, ώστε να δίνουμε σε αυτά τα εύθραυστα μωρά την καλύτερη ευκαιρία για ένα υγιές ξεκίνημα, όχι μόνο στις πρώτες τους μέρες, αλλά και σε όλη τη ζωή τους».

Η μελλοντική έρευνα θα επικεντρωθεί σε μεγαλύτερες κλινικές δοκιμές για την επικύρωση της διαγνωστικής ακρίβειας του BLIPI σε ποικίλους νεογνικούς πληθυσμούς με διαφορετικές ηλικιακές ομάδες και ιατρικές παθήσεις.

Οι ερευνητές σχεδιάζουν επίσης να βελτιώσουν τον σχεδιασμό της συσκευής για ευρεία υιοθέτηση στα νοσοκομεία παγκοσμίως, φέρνοντας μια πολύ αναγκαία διαγνωστική λύση για ευάλωτα βρέφη στο πλευρό της κούνιας τους.

Πέρα από τα νοσοκομεία, οι φαρμακευτικές εταιρείες και οι ερευνητές μπορούν επίσης να αξιοποιήσουν το BLIPI σε κλινικές δοκιμές για να αξιολογήσουν τις ανοσολογικές αντιδράσεις σε νεογνικές θεραπείες σε πραγματικό χρόνο – μια πιθανή αλλαγή για την έρευνα και την ανάπτυξη στην παιδιατρική.

«Το BLIPI αποτελεί παράδειγμα του οράματός μας να γεφυρώσουμε το χάσμα μεταξύ της επιστημονικής καινοτομίας και της κλινικής ανάγκης. Αξιοποιώντας τις μικρορευστομηχανικές τεχνολογίες για την εξαγωγή ανοσολογικών πληροφοριών σε πραγματικό χρόνο από πλήρες αίμα, όχι μόνο επιταχύνουμε τη διαγνωστική, αλλά και επαναπροσδιορίζουμε τον τρόπο με τον οποίο παρακολουθούμε την ανοσοποιητική υγεία σε εύθραυστους πληθυσμούς. Η εργασία μας αντικατοπτρίζει ένα νέο πρότυπο στη διαγνωστική στο σημείο φροντίδας: γρήγορη, ακριβής και επικεντρωμένη στον ασθενή», δήλωσε ο καθηγητής Jongyoon Han, συν-επικεφαλής κύριος ερευνητής στο SMART CAMP, κύριος ερευνητής στο SMART AMR, καθηγητής στο MIT και αντίστοιχος συγγραφέας της εργασίας.

Πηγή