Visão geral do leitor eletroquímico habilitado para APTamer robótico (RAPTER). um design RAPTER. RAPTER consiste em um potenciostato, interface de laptop, robô de manuseio de líquidos de código aberto e a plataforma de detecção de placa de 96 poços. A quantificação do nível de LH é obtida analisando as mudanças cinéticas de transferência de elétrons (interrogadas por voltametria de onda quadrada (SWV)) após a ligação de LH sob um sistema de eletrodo de três microfios mantido dentro de um suporte impresso em 3D. b Uma série de amostras pode ser carregada na plataforma de 96 poços, e o processo de medição pode ser automatizado pelo robô programável de manuseio de líquidos. Amostras de soro coletadas em amostras de sangue frequentes analisadas pelo teste imunoquímico (teste de anticorpos) foram usadas como comparação com o desempenho do teste RAPTER na medição da concentração de LH em amostras clínicas humanas. c Os dados do curso do tempo (concentrações de LH em intervalos de 10 minutos ao longo de 8 h) podem ser analisados posteriormente pela BSA para identificar os intervalos de pulso (e sua probabilidade) e para classificar os pacientes. Os dados de origem são fornecidos como um arquivo de dados de origem. Crédito: Nature Communications (2019). DOI:10.1038 / s41467-019-08799-6
A tecnologia, desenvolvido por pesquisadores do Imperial College London e da Universidade de Hong Kong, pode ser usado para medir hormônios que afetam a fertilidade, desenvolvimento sexual e menstruação mais rápida e barata do que os métodos atuais.
O trabalho, publicado em Nature Communications , teve lugar no Departamento de Química do Imperial College London e na Escola de Ciências Biomédicas da Universidade de Hong Kong. Foi testado em pacientes no Hospital Hammersmith, parte do Imperial College Healthcare NHS Trust.
Um terço das mulheres na Inglaterra sofre de graves problemas de saúde reprodutiva, como infertilidade e menopausa precoce. Os médicos geralmente diagnosticam essas condições realizando um exame de sangue para medir a quantidade de hormônio luteinizante (LH) na amostra. Os exames de sangue atuais não podem medir facilmente o aumento e a queda dos níveis de LH, que são vitais para a fertilidade normal - os chamados padrões de pulso de LH, que estão ligados a distúrbios reprodutivos. Atualmente, não é viável medir os padrões de pulso de LH em um ambiente clínico, pois os médicos precisam coletar uma amostra de sangue dos pacientes a cada 10 minutos por pelo menos oito horas. Além disso, a análise dessas amostras é demorada, pois o sangue precisa ser enviado para um laboratório e o teste é caro.
Os pesquisadores por trás do ensaio usaram um novo biossensor ligado a um sistema robótico, que eles chamam de Leitor Eletroquímico habilitado para APTamer robótico (RAPTER). Ele tem o potencial de transformar o atendimento clínico de pacientes com distúrbios reprodutivos, monitorando os padrões hormonais dos pacientes em tempo real. No estudo, o protótipo do dispositivo RAPTER foi usado para medir o LH no sangue de pacientes coletados a cada dez minutos para produzir um resultado imediato.
A equipe acredita que isso pode abrir caminho para uma medicina mais personalizada. Eles esperam que a tecnologia possa ser desenvolvida para dar aos médicos uma imagem mais clara da pulsatilidade do LH e sugerir tratamentos mais eficazes com base nas necessidades do indivíduo.
Professor Waljit Dhillo, um dos autores principais e NIHR Research Professor in Endocrinology and Metabolism no Imperial College London, disse:
"Problemas de saúde reprodutiva são comuns entre mulheres no Reino Unido e em todo o mundo. O diagnóstico de algumas dessas condições pode ser demorado, resultando em atrasos no tratamento. Problemas de saúde reprodutiva também podem afetar o bem-estar físico e mental das mulheres. Há uma necessidade clara de maneiras novas e melhores de diagnosticar essas condições mais rapidamente. Nossa tecnologia será capaz de dar aos médicos um diagnóstico mais rápido e preciso da pulsatilidade hormonal que afeta a saúde reprodutiva, o que poderia levar a tratamentos melhores e mais direcionados para as mulheres. "
No estudo, que ocorreu entre 2015 e 2019, pesquisadores usaram o RAPTER para medir os padrões de pulso de LH de 441 amostras de sangue de mulheres que tinham função reprodutiva normal, estavam na menopausa, ou teve amenorréia hipotalâmica, uma condição em que a menstruação da mulher cessa. O dispositivo de grande escala então deu uma leitura imediata.
Trabalhando com pesquisadores das Universidades de Bristol e Exeter, a equipe então usou um método matemático chamado Análise de Espectro Bayesiano (BSA) para dar uma pontuação geral dos níveis de pulso de LH. Os resultados foram comparados com os testes atuais para medir os níveis de LH.
A plataforma RAPTER foi capaz de detectar mudanças nos padrões de pulso de LH em pacientes com distúrbios reprodutivos. Ele também foi capaz de distinguir entre diferentes coortes de pacientes pela primeira vez usando essa nova tecnologia. Por exemplo, mulheres com menopausa têm altos níveis de LH em comparação com mulheres saudáveis e férteis com níveis normais de LH, ou mulheres com amenorreia hipotalâmica que apresentam níveis baixos de LH. Ao contrário dos métodos atuais, o teste é de baixo custo e pode fornecer resultados instantaneamente.
A equipe agora trabalhará no refinamento da tecnologia para criar um sensor menor semelhante a um dispositivo de monitoramento de glicose que pode ser usado para rastrear continuamente as alterações nos níveis de LH de pacientes na clínica ou remotamente e pode estar disponível nos próximos três a cinco anos.
Professor Tony Cass, autor sênior do estudo do Departamento de Química do Imperial College London, disse:
"Desenvolvemos uma tecnologia capaz de medir a pulsatilidade do LH em pacientes de forma mais rápida e econômica do que os métodos atuais. Agora trabalharemos para tornar a tecnologia mais acessível para a clínica, reduzindo o tamanho do dispositivo, que poderia revolucionar o atendimento clínico de pacientes com distúrbios reprodutivos ou outros. "
Dr. Julian Tanner, autor sênior do estudo da Faculdade de Medicina LKS da Universidade de Hong Kong, acrescentou que a tecnologia também poderia ser desenvolvida para monitorar outros hormônios, como o cortisol. Ele acrescentou:"A metodologia de detecção que desenvolvemos para detecção de LH é amplamente aplicável para monitoramento em tempo real de todos os tipos de biomoléculas relacionadas à saúde e ao bem-estar. com pesquisas futuras, essa tecnologia poderia ser adaptada para sensores implantados que poderiam transformar o monitoramento de saúde em todos os tipos de contextos. "
