Un ricercatore della Rutgers, attraverso la sua società spin-off, ha guidato un team per progettare e testare un dispositivo che conta rapidamente i globuli bianchi di una persona con una singola goccia di sangue, in modo simile al modo in cui i glucometri scansionano rapidamente i livelli di zucchero nel sangue.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica e medica PLoS One.
Ecco come agisce il rivelatore portatile di globuli bianchi
Mehdi Javanmard, Professore presso il Dipartimento di Ingegneria Elettrica e Informatica della Rutgers School of Engineering, è co-fondatore e CEO di RizLab Health Inc, con sede a Princeton. Ha lanciato la startup basandosi sui progressi nel suo laboratorio Rutgers.
“Normalmente, per eseguire un emocromo è necessario che un prelievo prenda un ago e raccolga quantità significative di sangue venoso e invii i campioni ai laboratori dove vengono testati, a volte impiegando ore o addirittura giorni”, ha detto Javanmard. “Il nostro dispositivo portatile consente di eseguire test vicino al paziente, richiedendo solo una piccola quantità di sangue e restituendo risultati in pochi minuti, consentendo ai medici di prendere decisioni quasi immediatamente.”
Chiamato leucometro CytoTracker, il dispositivo è progettato per aiutare rapidamente a rilevare conteggi elevati o ridotti di globuli bianchi, un segnale critico dello stato del sistema immunitario di un paziente. Un numero alto o basso di globuli bianchi può indicare l’intensità di un’infezione, la presenza di condizioni pericolose per la vita come la sepsi o determinare il modo in cui i pazienti rispondono alla chemioterapia e ai farmaci psicotropi.
In collaborazione con un team clinico presso il Centro di ricerca clinica pediatrica della Rutgers Robert Wood Johnson Medical School guidato dalla Dott.ssa Tanaya Bhowmick e il Dipartimento di medicina d’urgenza del Baylor College of Medicine, il dispositivo è stato testato con successo in prove tramite un confronto diretto con un banco di laboratorio analizzatore ematologico, una tecnica convenzionale di analisi del sangue.
“I risultati rapidi dei test hanno rivoluzionato il campo della medicina”, ha affermato Bhowmick, medico infettivologo e coautore dell’articolo. “Il conteggio dei globuli bianchi è un parametro che i medici prescrivono di routine per valutare un paziente per una possibile infezione. Disporre rapidamente di queste informazioni può aiutare a classificare i pazienti in ambito ambulatoriale.”
I risultati hanno mostrato che il leucometro CytoTracker è accurato almeno al 97% e soddisfa gli standard clinici.
I globuli bianchi, o leucociti, proteggono il corpo dalle infezioni. Incolori, costituiscono circa l’1% del sangue umano e si formano principalmente nel midollo osseo. Alcuni sottotipi di leucociti hanno funzioni diverse. Ad esempio, i neutrofili uccidono batteri, funghi e detriti estranei.
Un basso numero di globuli bianchi indica che una persona è soggetta a infezioni. Un numero elevato di globuli bianchi significa che esiste un’infezione o che esiste una condizione medica di base.
Javanmard ha detto che prevede molteplici usi per il dispositivo. La sepsi in un paziente che entra in un pronto soccorso potrebbe essere rilevata più rapidamente sul dispositivo rispetto ai metodi attuali che richiedono un prelievo di sangue e un test di laboratorio, ha affermato. I medici oncologici potrebbero determinare rapidamente se i pazienti sottoposti a chemioterapia necessitano di uno stimolante dei globuli bianchi.
Il dispositivo potrebbe anche rendere più facile per i pazienti psichiatrici continuare ad assumere i farmaci. I pazienti che assumono clozapina, un trattamento comune per disturbi come la schizofrenia, spesso manifestano neutropenia o bassi livelli di neutrofili.
Questi pazienti devono sottoporsi regolarmente a test per i livelli di neutrofili prima di poter ottenere una prescrizione. Javanmard ha affermato che ciò spesso impedisce ai pazienti di procurarsi le cure tanto necessarie.
Nel suo laboratorio alla Rutgers, Javanmard e i suoi studenti hanno cercato di perfezionare le capacità di una tecnica citometrica elettronica miniaturizzata che rileva particelle microscopiche dirigendole attraverso minuscoli canali contenenti elettrodi. Il processo è simile alla scansione delle persone mentre si muovono individualmente attraverso un cancello di sicurezza aeroportuale; tuttavia, utilizza segnali elettrici invece della videografia.
In un recente progresso, Javanmard ha affermato che lui e i membri del laboratorio hanno utilizzato la tecnica del flusso cellulare per sviluppare un test così sensibile che un giorno potrebbe rivoluzionare gli approcci medici alle epidemie. RizLab Health si è concentrato sullo sviluppo e sulla produzione ulteriormente avanzati della citometria elettronica con l’obiettivo di ottenere l’approvazione normativa e, infine, la commercializzazione.
Javanmard è entusiasta di applicare le conoscenze di laboratorio a problemi pratici per produrre invenzioni come il leucometro CytoTracker.
“Abbiamo deciso di risolvere uno del Santo Graal della medicina, ovvero analizzare una piccola quantità di sangue di un paziente in modo da fornire indicazioni ai medici e migliorare i risultati clinici”, ha affermato Javanmard. “Crediamo che ciò avrà un enorme impatto sulle malattie infettive, sull’oncologia e sulla psichiatria”.
Javanmard ha aggiunto: “Altri hanno fatto tentativi falliti di affrontare questo Santo Graal mirando a identificare dozzine o addirittura centinaia di costituenti biochimici con una singola goccia di sangue. Tali tentativi sono fondamentalmente molto difficili. Di conseguenza, abbiamo scoperto che è molto più È realistico concentrarsi solo sui globuli bianchi partendo dai sottotipi chiave.”
Il dispositivo deve essere approvato dalla Food and Drug Administration prima di poter essere commercializzato e utilizzato per applicazioni cliniche, ha affermato Javanmard. Attualmente è solo per uso di ricerca.
Altri scienziati coinvolti nell’articolo di Rutgers includevano Fei Chen, un’infermiera del Centro di ricerca clinica pediatrica della Rutgers Robert Wood Johnson Medical School, e Sunanda Gaur, un medico di malattie infettive pediatriche e direttore del Centro di ricerca clinica pediatrica della scuola di medicina. Gli scienziati del Baylor includevano Kelly Keene, Farzad Soleimani e Zubaid Rafique.
I globuli bianchi fanno parte del sistema immunitario che protegge il corpo dalle infezioni. Queste cellule circolano attraverso il flusso sanguigno e i tessuti per rispondere a lesioni o malattie attaccando qualsiasi organismo sconosciuto che entra nel tuo corpo.
Essi sono noti anche come leucociti, sono responsabili della protezione del corpo dalle infezioni. Come parte del sistema immunitario, circolano nel sangue e rispondono a lesioni o malattie.
I globuli bianchi proteggono il corpo dalle infezioni. Mentreviaggiano attraverso il flusso sanguigno e i tessuti, individuano il sito di un’infezione e agiscono come un generale dell’esercito per notificare agli altri leucociti la loro posizione per aiutare a difendere il tuo corpo dall’attacco di un organismo sconosciuto. Una volta arrivato, il tuo esercito di leucocit combatte l’invasore producendo proteine anticorpali che si attaccano all’organismo e lo distruggono.
Contrariamente al loro nome, i globuli bianchi sono incolori ma possono apparire di colore dal viola molto chiaro al rosa se esaminati al microscopio e colorati con colorante. Queste cellule estremamente piccole hanno una forma rotonda con una membrana centrale distinta (nucleo).
La formazione dei globuli bianchi avviene nei tessuti molli all’interno delle ossa ( midollo osseo ). Due tipi di globuli bianchi (linfociti) crescono nella ghiandola del timo ( cellule T ) e nei linfonodi e nella milza ( cellule B ). I leucociti provengono da cellule che si trasformano in altre cellule del corpo ( cellule staminali ) all’interno del tessuto molle delle ossa (midollo osseo).
Esistono cinque tipi di globuli bianchi:
Neutrofili: aiutano a proteggere il corpo dalle infezioni uccidendo batteri, funghi e detriti estranei.
Linfociti: sono costituiti da cellule T, cellule natural killer e cellule B che proteggono dalle infezioni virali e producono proteine per aiutare a combattere le infezioni (anticorpi).
Eosinofili: identificano e distruggono i parassiti, le cellule tumorali e aiutano i basofili nella risposta allergica.
Basofili: producono una risposta allergica come tosse, starnuti o naso che cola.
Monociti: Difendono dalle infezioni ripulendo le cellule danneggiate
Se hai un basso numero di globuli bianchi è probabile che tu possa contrarre infezioni ( leucopenia ). Se il numero dei leucociti è troppo alto ( leucocitosi ), potresti avere un’infezione o una condizione medica di base come la leucemia, il linfoma o un disturbo immunitario.
I sintomi delle condizioni dei globuli bianchi, in cui potresti avere un conteggio troppo alto o troppo basso, includono:
Febbre, dolori muscolari e brividi.
Ferita rossa, gonfia, trasuda pus o non guarisce.
Infezioni frequenti.
Tosse persistente o difficoltà a respirare.
È normale che ogni giorno produciamo quasi 100 miliardi di leucociti. Dopo aver completato un prelievo di sangue, un test conta i leucociti, che equivale al numero di cellule per microlitro di sangue. La conta normale varia tra 4.000 e 11.000 cellule per microlitro.
Un test emocromocitometrico completo (CBC) identifica le informazioni sulle cellule del sangue. Un laboratorio completa questo test dopo che un medico ha prelevato il sangue ed esaminato il numero dei globuli bianchi e rossi.
La scansione dei globuli bianchi è un test per rilevare infezioni o ascessi nei tessuti molli del corpo. Questo test prevede il prelievo del sangue, la separazione dei leucociti dal campione, l’etichettatura con un isotopo radioattivo, il reinserimento nel corpo, quindi un test di imaging identificherà le aree che mostrano un’infezione o un ascesso sul corpo.
Le cause di un basso numero di globuli bianchi includono:
Insufficienza del midollo osseo ( anemia aplastica ).
Midollo osseo attaccato dalle cellule tumorali (leucemia).
Esposizione a farmaci ( chemioterapia ).
Carenza di vitamine (B12).
HIV/AIDS .
Un esame del sangue con meno di 4.000 cellule per microlitro di sangue diagnostica un basso numero di globuli bianchi.
Le cause di un numero elevato di globuli bianchi includono:
Patologie autoimmuni ( lupus , artrite reumatoide ).
Infezioni virali (tubercolosi, mononucleosi ).
Infezioni batteriche ( sepsi ).
Lesioni fisiche o stress.
Leucemia o malattia di Hodgkins.
Allergie .
Un esame del sangue con più di 11.000 cellule per microlitro di sangue diagnostica un numero elevato di leucociti.
Il trattamento per i disturbi dei globuli bianchi varia in base alla diagnosi e alla gravità della condizione. Il trattamento varia da:
Assunzione di vitamine.
Assunzione di antibiotici .
Intervento chirurgico per sostituire o riparare il midollo osseo.
Trasfusione di sangue .
Trapianto di cellule staminali
Puoi prenderti cura dei tuoi globuli bianchi:
Praticare una buona igiene per prevenire l’infezione.
Assumere vitamine per rafforzare il sistema immunitario .
Trattare condizioni mediche in cui i disturbi dei leucociti sono un effetto collaterale.