Investigadores de la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign han desarrollado un biosensor altamente sensible basado en una tecnología diferencial de inmunocaptura que puede detectar subpoblaciones de glóbulos blancos. Como parte de un biochip pequeño y desechable, el biosensor microfluídico puedecuente las células T CD4 + / CD8 + de forma rápida y precisa para el diagnóstico de SIDA en el campo. Este es un seguimiento del trabajo publicado anteriormente por el grupo en Medicina traslacional de la ciencia .
"Hay 34 millones de personas infectadas con VIH / SIDA en todo el mundo, muchas en lugares que carecen de instalaciones de prueba", explicó Rashid Bashir, profesor de ingeniería de Abel Bliss y jefe del Departamento de Bioingeniería en Illinois.
"Un biomarcador de diagnóstico importante para el VIH / SIDA es el recuento absoluto de linfocitos T CD4 + y CD8 + en la sangre completa. La herramienta de diagnóstico actual, un citómetro de flujo, es costosa, requiere un gran volumen de sangre y un técnico capacitadopara operar ", dijo Bashir." Hemos desarrollado un biosensor microfluídico basado en una tecnología de recuento celular diferencial inmunocaptura para enumerar células específicas en 20 minutos usando 10 microlitros de sangre ". Hay alrededor de 50 microlitros en una gota de sangre.
La sangre humana está compuesta por el 45 por ciento de las células con 5 millones de eritrocitos en comparación con solo 7000 leucocitos en un microlitro de sangre. Los leucocitos específicos como las células T CD4 son del orden de 50-1000 células por microlitro. El recuento eléctrico de células puede diferenciarcélulas basadas en el tamaño y las propiedades de la membrana dependiendo de la frecuencia de la señal de interrogación. Sin embargo, diferenciar células de la misma morfología es un desafío.
"Por ejemplo, un linfocito T CD4 + no puede diferenciarse de los linfocitos CD4 simplemente por interrogatorio eléctrico", afirmó Umer Hassan, investigador postdoctoral en el grupo de Bashir y primer autor del artículo, "Biochip de inmuno-captura diferencial microfluídica"para recuento específico de leucocitos ", que aparece en Protocolos de la naturaleza .
"En respuesta a este desafío, hemos desarrollado una técnica para agotar selectivamente los leucocitos objetivo", agregó Hassan. "Y nuestro biochip toma sangre entera como entrada, eliminando la necesidad de preparación de muestras fuera del chip y reduciendo efectivamente el tiempo de ensayo comobien."
Además de la "cámara de captura" microfluídica, el nuevo chip incorpora puertos separados para lisar reactivos y amortiguadores amortiguadores que preservan los leucocitos para contar por los electrodos microfabricados. Los leucocitos específicos como las células T CD4 se capturan mientras interactúan con los anticuerpos enla cámara de captura; un segundo contador relata los leucocitos restantes. La diferencia en los recuentos de células respectivas da la concentración de las células capturadas.
En ensayos clínicos, el biochip diferencial de inmunocaptura logró una correlación de más del 90 por ciento con un citómetro de flujo para ambas células T CD4 para recuentos de células T CD8 usando muestras de sangre infectadas con VIH. El biochip también se puede adaptar para enumerar otras células específicastipos como células somáticas o células de tejidos o biopsias líquidas.
El nuevo biosensor tiene el potencial de ser un contador de células sanguíneas portátil automatizado para aplicaciones de punto de atención en regiones desarrolladas y de recursos limitados en todo el mundo. El grupo de Bashir está trabajando en miniaturizar la configuración para hacer que la tecnología sea portátil, así como diseñarun cartucho que puede ser producido en masa.
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Materiales proporcionado por Facultad de Ingeniería de la Universidad de Illinois . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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