Et si les médecins pouvaient non seulement diagnostiquer une infection au COVID-19, mais aussi identifier les patients les plus à risque de mourir avant l'apparition de complications majeures? Un scientifique de la Michigan State University pense que la nanotechnologie pourrait être la réponse.
Dans un nouvel article, Morteza Mahmoudi, professeur adjoint au Département de radiologie, nanoscience et génie nano biomédical, MSU College of Human Medicine, a proposé une plateforme de diagnostic au point de service qui utilise soit des nanoparticules, soit une lévitation magnétique pour diagnostiquer l'infection et évaluer les risques futurs. .
Une telle technologie serait non seulement utile pour protéger les centres de santé contre les surcharges, mais pourrait également éviter de graves pénuries de ressources en soins de santé, minimiser les taux de mortalité et améliorer la gestion des futures épidémies et pandémies. «
Morteza Mahmoudi, professeur adjoint, Département de radiologie, nanoscience et génie nano biomédical, MSU College of Human Medicine
Le concept est basé sur les différents niveaux d'infection et les stades de la maladie qui modifient la composition des fluides biologiques tels que les larmes, la salive, l'urine et le plasma.
Différentes infections et maladies créent différents modèles spécifiques à la charge virale et au stade de la maladie, un peu comme une empreinte digitale. Mahmoudi a déclaré que pouvoir identifier et cataloguer ces modèles serait la clé de toute percée dans la technologie de diagnostic.
Pour commencer, le liquide biologique d'un patient est introduit dans une petite collection de nanoparticules de moins d'un millième de diamètre d'un cheveu humain. La surface unique de la particule recueille des protéines, des lipides et d'autres molécules à partir des fluides dans un modèle que Mahmoudi appelle une couronne biomoléculaire – ou couronne.
« En analysant la composition des couronnes à la surface de minuscules particules ainsi que des approches statistiques, la plate-forme peut fournir un modèle 'd'empreinte digitale' pour les patients qui peuvent être à risque de mort après avoir été infectés par COVID-19 », a-t-il déclaré.
La clé de ces deux nouvelles plates-formes de diagnostic est leur simplicité, qui permet le déploiement d'appareils sur site où les patients sont pris en charge. Et parce que les échantillons de patients nécessaires sont des fluides corporels facilement accessibles, les professionnels médicaux experts ne seraient pas tenus d'administrer le test.
Pour utiliser des modèles identifiés comme des « empreintes digitales '' fiables, Mahmoudi a suggéré que l'appareil héberge une suite de petites technologies de capteur – telles qu'un « nez optoélectronique '' – capables d'imager les résultats du test et de produire un diagnostic. « La plate-forme proposée pourrait fournir un système optique sensible et facile à utiliser pour identifier avec précision les patients infectés par COVID-19 à haut risque de décès. »
Mahmoudi a également proposé une autre technologie basée sur une percée récente dans la lévitation magnétique à base de nanoparticules – MagLev pour faire court. La méthode innovante suspend les échantillons de plasma des patients dans une solution de nanoparticules magnétiques.
Au fil du temps, des bandes distinctes de protéines se forment, se séparant par densité. Tout comme la couronne de protéines, ces bandes de protéines de forme unique créent des schémas distincts et fiables utiles pour les empreintes digitales et les stades d'infection.
Mahmoudi a constaté que « les images optiques MagLev de protéines lévitées, soumises à une analyse d'apprentissage automatique, offrent des informations précieuses sur l'état de santé de l'individu. »
Il est confiant dans les capacités de diagnostic de la technologie pour les patients à haut risque de décès par COVID-19.
« Ces nanotechnologies pour l'identification précoce des patients à haut risque pourraient éviter de graves pénuries de ressources en soins de santé, minimiser les taux de mortalité et améliorer la gestion des futures épidémies et pandémies », a déclaré Mahmoudi.
La source:
Université de Michigan
Référence de la revue:
Mahmoudi, M., (2020) Emerging Nanotechnologies to Assess Risk of Mortality from COVID-19 Infection. Pharmacie moléculaire. est ce que je.
