Ärzte eines Tages in der Lage sein zu diagnostizieren Alzheimer-Krankheit (AD), die häufigste Ursache von schwerer Demenz, und überwachen eines Patienten ansprechen auf die Behandlung, indem Sie einen einfachen Bluttest. Dies ist möglich mit der SPITZE (Verstärkt Plasmonischen EXosome) system erfunden, durch Forscher von der Nationalen Universität von Singapur (NUS).
Entwickelt, um abholen ein early-stage-molekulare marker der AD, die aggregierten amyloid-beta (Aß), die APEX-system potenziell die diagnose AD, noch bevor klinische Symptome auftreten.
Diese neuartige Technologie ist hoch empfindlich und ermöglicht eine akkurate Diagnose—vergleichbar Gehirn PET-imaging, der aktuelle gold-standard für die AD-Diagnose—auf über S$30 pro test, das ist weniger als ein Prozent der Kosten für die PET-Bildgebung. Das aktuelle design testen kann 60 Proben gleichzeitig und die Ergebnisse stehen in weniger als einer Stunde. Als das APEX-system verwendet native Blut-plasma-ohne zusätzliche sample-Verarbeitung, es führt eine direkte Messung und ist sehr einfach zu verwenden in den klinischen Einstellungen.
Leitung von Assistant Professor Shao Huilin aus dem NUS-Institut für Innovation in der Gesundheitswirtschaft &-Technologie (NUS iHealthtech), die 12-köpfige research-team verbrachte zwei Jahre mit der Entwicklung von APEX. Das team veröffentlichte kürzlich seine Forschungsergebnisse in der renommierten Fachzeitschrift “Nature Communications”. Die Studie wurde vorgestellt als eine “Editors’ Choice, die von der Zeitschrift.
Die frühzeitige Erkennung und überwachung von AD
Demenz ist die Krise im Gesundheitswesen des 21. Jahrhunderts. Im Jahr 2018, Demenz betroffen sind 50 Millionen Menschen weltweit, und die Zahl wird voraussichtlich auf 82 Millionen bis 2030 und 152 Millionen bis 2050. Jedes Jahr mehr als 9,9 Millionen neue Fälle von Demenz diagnostiziert.
AD ist die häufigste Ursache von Demenz. Aufgrund der komplexen und progressiven Natur der ANZEIGE, die frühzeitige Erkennung und intervention verbessern kann der Erfolg von krankheitsmodifizierenden Therapien. Leider sind die aktuellen AD-Diagnose und überwachung—über die klinische Beurteilung und neuropsychologische Einschätzungen sind subjektiv, und die Krankheit neigt, um erkannt zu werden erst in einem späten Stadium. Andere alternativen wie PET-Bildgebung und Liquor-test sind entweder zu teuer für den breiten klinischen Einführung oder erfordern invasive lumbalpunktionen.
Blut-basierten tests, auf der anderen Seite, haben den Vorteil, dass eine sichere, bezahlbare und leicht zu verwalten ist. Jedoch eine wichtige Herausforderung für die Wissenschaftler ist, dass Blut sehr niedrige Konzentrationen von der AD-Moleküle, und nicht alle diese Moleküle sind disease-reflektierend, wodurch die Erkennung und Diagnose sehr schwierig.
Die Erfindung, die durch die NUS-team ist daher ein großer Schritt nach vorne, indem Sie eine Lösung, um effektiv zu ‘erfassen’ und Messen Sie die sinnvollste AD-Moleküle in Blutproben und verstärken diese für die Analyse.
Asst Prof Shao sagte, “Es gibt zurzeit keine gute Blut-basierte Methode, um effektiv zu Bildschirm-und monitor-ANZEIGE. Neue tests sind in der Untersuchung haben entweder schlechte Genauigkeit oder geringe Empfindlichkeit. Die APEX-Technologie befasst sich mit beiden dieser Beschränkungen und ist daher eine sehr mächtige und Ziel companion-diagnostic-system zur Ergänzung der bestehenden klinischen und neuropsychologischen tests für die frühzeitige Erkennung und das bessere management von AD.”
“Blut-tests sind relativ einfach zu verwalten, APEX kann auch benutzt werden zum überwachen eines Patienten ansprechen auf die Behandlung. Darüber hinaus kann diese Technologie leicht skaliert für große Kohorte klinische Validierungen und drug evaluation”, fügte Sie hinzu.
Innovative APEX Technologie
Ein wesentliches Merkmal der AD ist die Anhäufung von amyloid-beta (Aß) – Proteine im Gehirn. Diese Aß-Proteine verklumpen als Aggregate und töten Gehirnzellen. Aß-Proteine sind auch veröffentlicht in, und zirkulieren durch die Blutbahn. Das APEX system ist einzigartig entworfen, um zu erkennen und zu analysieren, die frühesten aggregierte Formen von Aß-Proteinen in Blut-Proben, zum aktivieren der Erkennung von AD-noch bevor klinische Symptome auftreten und genau zu klassifizieren, die Krankheitsstadien.
“Traditionelle Technologien Messen aller Aß-Moleküle im Blut, unabhängig von deren aggregation Staaten, und damit zeigen schlechte Korrelation im Gehirn, die Pathologie. Unsere Studie fand, dass die aggregierte form des proteins kann genau zeigen Veränderungen im Gehirn einerseits und zu reflektieren, AD-Krankheitsstadien,” sagte Frau Carine Lim, ein Doktorand von NUS iHealthtech und NUS Department of Biomedical Engineering und co-erste Autor der Studie.
Die APEX-Technologie ist die Größe-abgestimmt auf die Unterscheidung dieser Gruppe von reflektierenden Aß-Proteine direkt aus Blutproben. Jeder APEX-chip ist 3 cm x 3 cm—etwa ein Viertel der Größe einer Kreditkarte und enthält 60 säuberlich angeordneten sensoren, die jeweils zur analyse einer Blutprobe.
“In jedem APEX-sensor, es gibt Millionen von nanoholes zu ermöglichen, einzigartige Interaktionen mit den aggregierten Aß. Die APEX-sensor erkennt die abnormalen Aß-Aggregate direkt aus einer sehr kleinen Menge Blut, induziert und verstärkt die farbliche Veränderung in den zugeordneten Licht-signal,” sagte Herr Zhang Yan, ein Doktorand von NUS iHealthtech und NUS Department of Biomedical Engineering und co-erste Autor der Studie.
Herausragende Ergebnisse aus der klinischen Studie
Um zu bestimmen, die Leistung des APEX-system Asst Prof Shao und Ihr team führten eine klinische Studie mit 84 Personen, darunter Patienten, die diagnostiziert wurden mit AD oder mild cognitive impairment (MCI), sowie einer Kontrollgruppe, bestehend aus gesunden Personen und Patienten mit vaskulärer Demenz oder neurovaskuläre Kompromisse. PET-Bildgebung und blutentnahmen wurden durchgeführt, die auf alle Teilnehmer.
“Die Ergebnisse der APEX-tests korrelieren sehr gut mit PET-Bildgebung Ergebnisse. Die klinische Studie zeigt, dass die APEX-system eindeutig identifizieren kann Patienten mit AD und Personen mit MCI; auch unterscheidet Sie von gesunden Personen und Patienten mit anderen neurodegenerativen Erkrankungen. In der Tat ist dies der einzige Bluttest, der zeigt, wie vergleichbare Ergebnisse mit PET-Bildgebung, die aktuelle gold-standard für die AD-Diagnose,” Asst Prof Shao erklärt.
Die nächsten Schritte
Asst Prof Shao und Ihr team sind derzeit in Gesprächen mit Partnern aus der Industrie, die Kommerzialisierung dieser Technologie. Das Gerät wird voraussichtlich zu erreichen-Markt innerhalb der nächsten 5 Jahre.
