Le faisceau laser traverse l'échantillon de sang et frappe le détecteur de l'autre côté. Deux mesures sont prises :une avec l'aimant à côté de l'échantillon et une sans l'aimant. S'il y a de l'hémozoïne dans le sang, il sera tiré sur le côté du porte-échantillon par l'aimant, changer la quantité de lumière qui peut atteindre le détecteur. Crédit :Samantha McBirney
Selon l'Organisation mondiale de la santé, plus de 216 millions de personnes ont été infectées par le paludisme en 2016, et 445, 000 personnes sont mortes de la maladie. La clé pour résoudre cette crise sanitaire est un diagnostic à un stade précoce, lorsque les traitements antipaludiques sont les plus efficaces. Un nouveau prototype d'instrument portable capable de détecter le paludisme à un stade précoce a été développé par une équipe de chercheurs de l'USC Viterbi School of Engineering.
Il existe deux méthodes standard de diagnostic du paludisme, mais toutes deux ont des limites. La première consiste à prélever un échantillon de sang sur une personne et à l'examiner sous un microscope à la recherche de globules rouges infectés par le parasite du paludisme. Cela implique de compter les cellules, ce qui est intensif manuellement et dépend du technicien qui lit les frottis sanguins. La seconde approche, connu sous le nom de test de diagnostic rapide (TDR), fonctionne en 15 minutes environ. Cependant, sans réfrigération, Les TDR peuvent se gâter comme le lait ou les œufs.
« Le paludisme affecte principalement les environnements à faibles ressources où la gestion de la chaîne d'approvisionnement est difficile et l'accès à l'électricité peut être peu fiable. Par conséquent, un diagnostic efficace du paludisme doit être indépendant de ceux-ci, " a déclaré l'auteur correspondant Andrea Armani, la chaire Ray Irani en ingénierie et science des matériaux dont le laboratoire est situé dans le nouveau Centre USC Michelson pour la bioscience convergente.
Avantages des PODS
Le prototype du système de diagnostic optique portable (PODS) développé par les ingénieurs de l'USC Viterbi Andrea Armani, Samantha McBirney, Dongyu Chen, et Alexis Scholtz, détecte un sous-produit généré par toutes les espèces du parasite du paludisme. En tant que tel, il s'agit d'un dépistage rapide de toutes les souches du paludisme.
L'instrument PODS a été conçu pour résoudre les problèmes limitant les systèmes actuels. Pour minimiser la taille, poids, et les exigences de puissance sans sacrifier les performances, chaque aspect a été pris en compte. Le prototype actuel pèse moins de 10 livres, mesure 12 x 10 pouces (la taille d'une grande boîte à chaussures) et peut être alimenté par une batterie pendant huit heures. En outre, PODS a été conçu pour nécessiter un minimum de traitement et de manipulation des échantillons, ainsi que d'éliminer le besoin de produits chimiques secondaires avec des exigences de stockage strictes. Cela rend l'appareil particulièrement adapté aux environnements à faibles ressources.
Le résultat final :Le prototype actuel développé par les chercheurs de l'USC peut analyser un échantillon de sang total en 10-15 minutes. Avec seulement 500 L de sang (cinq à sept gouttes), il peut atteindre les niveaux de sensibilité nécessaires pour un diagnostic à un stade précoce.
"Avec PODS, nous pouvons faire rapidement, dépistage généralisé du paludisme dans les environnements à faibles ressources. Lorsqu'il est combiné avec les thérapies actuellement disponibles, cela pourrait représenter un tournant dans la lutte mondiale contre le paludisme, " dit Armani.
Comment fonctionne l'appareil
Les moustiques infectés par le paludisme infectent les hôtes humains avec le parasite. Sa principale source de nutriments est l'hémoglobine, un composant des globules rouges. Comme le parasite digère l'hémoglobine, il crée ce qu'on appelle l'hème en tant que sous-produit.
"Bien que l'hème soit hautement toxique à la fois pour le parasite et son hôte, le parasite a découvert une "échappatoire" autour de cela en agrégeant l'hème dans un nanocristal insoluble connu sous le nom d'hémozoïne. Contrairement à toutes les autres substances présentes naturellement dans le sang, l'hémozoïne est magnétique, " dit l'auteur principal, co-inventeur, et récent doctorat en génie biomédical. diplômé, Samantha McBirney.
