UPM-onderzoekers hebben een optische biosensor ontwikkeld met een eenvoudige, snelle en betaalbare uitleesmethode die de in vitro detectie van een biologisch materiaal mogelijk maakt. De verkregen resultaten zijn veelbelovend voor de diagnose van droge ogen.

Vanwege de toenemende vraag naar diagnose voor diverse oogziekten, de optiek, Photonics and Biophotonics group van Universidad Politécnica de Madrid (UPM) heeft een Point-of-Care (PoC) Optical Reading Device ontwikkeld dat, dankzij een gepatenteerde technologie door onderzoekers van deze groep, stelt ons in staat om op een snelle en betaalbare manier zeer kleine concentraties biologisch materiaal in vitro te detecteren.

De eerste proeven lijken effectief te zijn voor de diagnose van droge ogen met tranen van de patiënt. Daarnaast, het gebruik ervan kan worden toegepast op andere ziekten en zelfs worden uitgebreid tot andere gebieden zoals landbouw en voedsel.

1992, de Wereldgezondheidsorganisatie publiceerde een relevante classificatie van ziekten en verwondingen die verband houden met het oog. Sindsdien is een dergelijke classificatie geleidelijk toegenomen en dit heeft geresulteerd in een grote vraag naar diagnoses voor diverse oculaire pathologieën. Bewust van deze behoefte, onderzoekers van de Optica, De groep Fotonica en Biofotonica van het Centrum voor Biomedische Technologie van UPM (CTB-UPM) begon te werken aan de ontwikkeling van een snel diagnoseapparaat voor dit soort ziekten zoals droge ogen.

Over de laatste jaren, de prevalentie van het droge-ogen-syndroom is dramatisch toegenomen. De symptomen zijn oogirritatie, roodheid en vermoeidheid, onder andere, en het kan netvliesloslating en verlies van gezichtsvermogen veroorzaken in de ernstigste stadia van de ziekte. Daarom, de vroege opsporing van een dergelijke ziekte is essentieel. Echter, deze bewijzen kunnen worden verward met andere oogaandoeningen die geen verband houden met DED. Gelukkig, droge ogen-stoornis beïnvloedt ook de traansamenstelling door de eiwitconcentratie te variëren. deze tarieven, ook wel biomarkers genoemd, zijn altijd gerelateerd aan een ziekte, droge ogen in dit geval en zijn de elementen die nodig zijn voor de diagnose.

Dankzij deze technologie, ontwikkeld door UPM-onderzoekers, in licentie gegeven aan BIOD S.L, we kunnen in vitro lagere concentraties (in het bereik van nanogram per milliliter) van bepaalde biologische materialen (bacteriën, virus, eiwitten, enzovoort) op dezelfde manier als professionele laboratoria doen om dit soort ziekten op te sporen.

Het voordeel van het nieuwe apparaat ten opzichte van de traditionele apparaten is dat het draagbaar is en in een medisch centrum kan worden geplaatst. In aanvulling, het is gemakkelijk te gebruiken en deze functie is een grote hulp voor niet-gekwalificeerd personeel. Een ander kenmerk van dit apparaat is dat het labelvrij is, wat betekent dat er geen etikettering nodig is om de respons te versterken (enzymen, fluoroforen, gouddeeltjes...) wat resulteert in kostenbesparing.

De uitleesmethode van dit PoC-apparaat is gebaseerd op de verandering van optische eigenschappen van de sensoren wanneer biologisch materiaal wordt toegevoegd. Daarom, door simpelweg de spectrale respons van het gereflecteerde licht te volgen, kunnen we de hoeveelheid biologische moleculen in het oppervlak bepalen.

Het belangrijkste probleem bij het analyseren van de traan van patiënten is het beperkte monstervolume dat kan worden verkregen, aangezien ze nauwelijks vijf microliter bereiken, wat de manipulatie en het onderzoek ervan bemoeilijkt. Onderzoekers hebben dit probleem opgelost door een sensoroppervlak te ontwikkelen waarin sommige bioreceptoren (antilichamen) die verband houden met de doeleiwitten geïmmobiliseerd zijn en monsters van zelfs een microliter kunnen herbergen zonder te worden verdampt.

Daarnaast, er zijn andere problemen in het geval van tranenanalyse omdat ze eiwitten bevatten, zouten en andere componenten die de diagnose kunnen verstoren. Echter, dit is ook opgelost met de selectie van gemaakte antilichamen en de detectie van het enige eiwit dat verband houdt met DED, de Matrix-metallopsidase 9, wat de juiste werking van dit apparaat bewijst.

Vandaag de dag, de groep werkt aan andere twee biomarkers voor droge ogen en ze verwachten dezelfde goede resultaten te behalen, ze willen alle biomarkers in één integreren en een diagnosekit voor droge ogen ontwikkelen.

Volgens de onderzoeker Beatriz Santamaria, "deze technologie is zeer veelzijdig en kan ook worden gebruikt voor andere diagnoses met andere monsters zoals bloed, ureum en speeksel en niet alleen op medisch gebied, maar ook op andere gebieden zoals de landbouw of de voedingsindustrie."