Een team van wetenschappers van de Nanyang Technological University, Singapore (NTU Singapore) heeft een testkit voor malaria ontwikkeld die binnen 30 minuten resultaten oplevert. De kit zou de diagnose van malaria in het veld kunnen vergemakkelijken, aangezien de benodigde apparatuur naar verwachting licht van gewicht is, makkelijk te gebruiken, en in staat om de ziekte in een vroeg stadium op te sporen.

Volgens de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO), naar schatting 229 miljoen mensen leden aan malaria in 2019. De ziekte, overgebracht door muggen, veroorzaakte de dood van 409, 000 mensen in 87 voornamelijk ontwikkelingslanden.

Inspanningen om malaria in ontwikkelingslanden en plattelandsgebieden te behandelen en onder controle te houden, worden gehinderd door hoge kosten en het gebrek aan infrastructuur. Snelle diagnostische tests (RDT's) voor malaria zijn niet in staat om infecties in de vroege stadia van de ziekte op te sporen, maar kan vals-positieve of negatieve resultaten geven. Ze bepalen ook niet de ernst van de infectie.

Universitair hoofddocent Liu Quan, van NTU's School of Chemical and Biomedical Engineering, die de studie leidde, zei:"Vergeleken met de huidige oplossingen, de door NTU ontwikkelde testkit kan malaria-infecties detecteren, zelfs als het aantal parasieten in het bloed laag is, vooral tijdens de vroege stadia van de ziekte. Het is ook in staat om het aantal parasieten in elke test te kwantificeren, waarmee artsen de voortgang van hun patiënten in de strijd tegen de ziekte kunnen volgen.

"We hopen dat dit kan helpen bij het beheersen en elimineren van malaria. Het doel van onze test was om de afhankelijkheid van laboratoriumapparatuur voor de detectie van malaria te verminderen, wat een belangrijke stap is in de richting van de diagnose van malaria. We hadden een eenvoudig doel voor ogen:een tool vinden die tegen lage kosten kan worden geproduceerd en nauwkeurig genoeg is om snel te screenen."

Het beoordelen van de toets, Professor Laurent Renia, Directeur van het Respiratory and Infectious Diseases Program aan de Lee Kong Chian School of Medicine van NTU, die geen deel uitmaakte van de studie, zei:"De NTU-testkit zou helpen om de leemte in de detectie van malaria op te vullen voor een hulpmiddel dat nauwkeurig is, gevoelig, snel en goedkoop. Omdat de testkit van het team gemakkelijk inzetbaar zou zijn, bedienbaar zonder uitgebreide training, en zou niet vertrouwen op het gebruik van microscopen, het kan nuttig zijn voor malariaspecialisten die op afstand onderzoek doen of clinici zonder toegang tot laboratoriumapparatuur."

De studie is gepubliceerd in het peer-reviewed wetenschappelijke tijdschrift Sensoren en actuatoren B:Chemisch in mei. Het NTU-team heeft een patentaanvraag ingediend voor hun technologie, bovenop een eerder patent dat ze in 2017 verkregen.

Verteerd bloed - de sleutel tot de effectiviteit van de test

Microscopisch onderzoek van bloed geïnfecteerd met malariaparasieten blijft de huidige wereldwijde maatstaf om een ​​infectie te bevestigen. Echter, dit vereist microscopen en een niveau van expertise om het proces uit te voeren, die beide vaak niet beschikbaar zijn in veel gezondheidsinstellingen in verschillende malaria-endemische landen en plattelandsgebieden.

De made-in-NTU-testkit kan de afhankelijkheid van onderzoekers van complexe laboratoriumapparatuur verminderen, omdat er alleen een bloedmonster en water nodig zijn om te werken (zie afbeelding 1). De kit werkt door hemozoïne te detecteren, een bijproduct dat ontstaat bij de vertering van bloed door malariaparasieten, wat een unieke indicator van de ziekte is.

Eerst, tien microliter bloed van een patiënt, dat is minder dan een druppel water, wordt gemengd met water om de rode bloedcellen te dwingen de aanwezige parasieten vrij te maken.

Een pomp in de testkit zuigt vervolgens het bloedmengsel naar binnen om het in contact te brengen met verschillende chemische pleisters, waardoor hemazoïne oplicht. De lichtflitsen worden dan opgevangen door een detector, bekend als een Raman-spectrometer, die bepaalt of een infectie aanwezig is of niet, evenals de ernst ervan.

Om de nauwkeurigheid van de testkit te valideren, de onderzoekers laadden met malariaparasieten besmet menselijk bloed in de chip. De test kon parasieten in een vroeg stadium detecteren op een niveau van 125 parasieten per microliter bloed, wat een hogere gevoeligheid is dan de momenteel beschikbare snelle diagnostische tests.

De onderzoekers schatten dat elke test ongeveer US $ 1 per chip zou kosten om te produceren en tegen deze prijs zou het op grote schaal goedkope point-of-care-veldtesten mogelijk maken.

Het team hoopt een industriepartner te vinden om mee samen te werken en verdere proeven uit te voeren met hun malariatestkit om de gevoeligheid en functionaliteit te verbeteren.