Dispositivo detecta infecciones del tracto urinario

Se ha desarrollado una plataforma de microfluidos centrífuga para la identificación rápida y sensible de bacterias directamente a partir de la orina, eliminando así los pasos de cultivo que consumen mucho tiempo.

Las infecciones de las vías urinarias no tratadas pueden moverse rápidamente a una condición que amenaza la vida y los casos pueden desencadenar la sepsis, que ocurre cuando el sistema inmunológico, en un intento de luchar contra la infección, sin darse cuenta activa la inflamación en todo el cuerpo, una situación que puede causar coágulos sanguíneos y vasos sanguíneos permeables .

Los científicos del Hospital de la Universidad de Jena (Alemania) han creado una plataforma que combina la microfluídica y la microscopía Raman, un método moderno de detección óptica. La plataforma utiliza el campo centrífugo inducido por rotación para capturar eficientemente las bacterias directamente de una suspensión dentro de un chip híbrido vidrio-polímero. Una vez atrapado en una matriz de pequeñas estructuras en forma de V, las bacterias están fácilmente disponibles para la caracterización espectroscópica, tal como las huellas digitales de la espectroscopía Raman, proporcionando información valiosa sobre las características de las bacterias capturadas.

El Instituto de Microbiología Médica del hospital proporcionó muestras de orina anónimas. Estas provenían de diferentes pacientes con infecciones del tracto urinario (ITU) con un solo patógeno: Enterococcus faecalis o Escherichia coli. Para eliminar las partículas más grandes, tales como leucocitos o células epiteliales, las muestras de orina fueron pasadas través de filtros de membrana y centrifugadas: el sedimento se lavó dos veces con tampón fosfato salino (PBS), y finalmente se resuspendió en PBS antes de ser cargado en el dispositivo. Para las mediciones micro-Raman se usó un CRM 300 micro-Raman (WITEC, Ulm, Alemania; www.witec.de), equipado con una rejilla de 600 líneas/mm.

Todo el procedimiento, incluyendo la preparación de la muestra, requiere aproximadamente una hora para obtener un resultado valioso, marcando una reducción significativa en el tiempo de diagnóstico en comparación con las 24 horas y más, típicamente necesarias para los métodos microbiológicos estándar. La caracterización de las bacterias capturadas por espectroscopía convencional micro-Raman, sin etiqueta, permite la rápida identificación de los patógenos con sus rasgos característicos, lo que es valioso para un primer análisis de cribado. El dispositivo ha sido adaptado fácilmente para mediciones de fluorescencia, allanando el camino para el desarrollo de ensayos inmunoquímicos basados en microfluidos, que ilustra un alto potencial del dispositivo para numerosas aplicaciones en diagnósticos basadas en espectroscopía, para los puntos de cuidado.

Ulrich-Christian Schröder, un estudiante de doctorado y autor principal del estudio, dijo: “Nuestro dispositivo funciona mediante la carga de unos pocos microlitros de muestra de orina de un paciente en un pequeño chip, que se hace girar a continuación, con una velocidad angular alta para que las bacterias vayan guiadas por la fuerza centrífuga a través de canales de microfluidos a una pequeña cámara donde las ‘unidades de captura V-copa’ las recogen para la investigación óptica. Hemos sido capaces de identificar Escherichia coli y Enterococcus faecalis en un tiempo de 70 minutos, directamente de las muestras de orina de los pacientes”. El estudio fue publicado el 11 de agosto de 2015, en la revista Biomicrofluidics.

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Jena University Hospital

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