Bärbar diagnosteknik vapen mot pandemier

Behovet av snabb, enkel och tillförlitlig diagnostik av infektionssjukdomar har kommit i blixtbelysning i samband med coronapandemin.
Ett stort samverkansprojekt mellan Chalmers, RISE, Stockholms universitet, Karolinska Institutet och Uppsala universitet tar fram bärbar och effektiv analysutrustning för influensa och andra sjukdomar.

Projektet, som har namnet FLU-ID, koordineras av Dag Winkler, professor på Institutionen för mikroteknologi och nanovetenskap – MC2, vid Chalmers tekniska högskola. Det är ett samarbete mellan Chalmers, Stockholm universitet/Science for Life Laboratory (SciLifeLab), Karolinska institutet, Uppsala universitet och RISE, Research Institutes of Sweden.
– Målet är att snabbt, enkelt och till låg kostnad kunna diagnostisera influensa och andra virusinfektioner, på vårdcentraler eller exempelvis flygplatser och arbetsplatser. Man får svar efter någon timme, istället för att det som nu ofta tar flera dagar att få resultat. Det har stor betydelse för att hindra spridning av smittsamma sjukdomar. Man kan också snabbare sätta in behandling, vilket kan vara livsavgörande vid vissa infektioner, säger Dag Winkler.

Magnetbaserad analys
Det handlar om bärbar analysutrustning, som bygger på magnetbaserad analys av prover från nässlemhinna, blod eller urin för att upptäcka influensavirus direkt på plats. Principen bygger på att magnetiska nanopartiklar specifikt binder sig vid särskilda biomolekyler, vilket leder till att den magnetiska signalstyrkan avtar vid positivt prov.
Metoden är emellertid inte begränsad till influensavirus. Genom att använda olika biomolekyler kan man detektera ett brett spektrum av virus och bakterier. Exempelvis skulle metoden kunna bli en viktig pusselbit för att diagnostisera, spåra och begränsa spridning av covid-19 och andra framtida smittsamma sjukdomar. Därmed kan teknologin bli ett viktigt redskap i kampen mot pandemier.
– Det är en generisk plattform, som kan användas för diagnos av många olika sjukdomar och patogener. Allt med DNA eller RNA kan detekteras. Att använda den för att diagnostisera det nya coronaviruset vore en logisk vidareutveckling och dessutom praktiskt görbart eftersom teknologin är så versatil, berättar Felix Neumann, doktorand vid SciLifeLab, där man utvecklar prober för bioanalys, för att mäta biologiskt verksamma ämnen i proverna.

”Lab-on-a-chip”
Dessa prober är specifikt anpassade för det patogen som man vill detektera. En stor fördel är att metoden tillåter att flera prober används vid samma provtillfälle, vilket gör det möjligt att upptäcka eller utesluta flera olika sjukdomar på samma gång.
– Analysprocessen bygger på idén om ett ”lab-on-a-chip”. Det är en automatiserad process, i liten skala direkt på plats, utan att man behöver tillgå dyr och tidskrävande laboratorieanalys, förklarar Sobhan Sepehri, som skrev sin doktorsavhandling på Chalmers inom ramen för forskningen om FLU-ID. Idag är han verksam vid RISE, där han medverkar till att utveckla olika sensorteknologier för att mäta proverna.

Lovande resultat
Forskningen har pågått i sex år och resultaten är hittills lovande. Exempelvis har forskarna under det senaste året lyckats att förbättra känsligheten i testerna med en faktor 10, med en differentiell teknik som man nu söker patent för. Analystiden blir också allt kortare och är nu under en timme.
– Alla bitar är redan på plats och teknologin har optimerats. Vi fortsätter att utveckla bioanalyserna för att kunna använda dem för fler och fler patogener, säger Teresa Zardán Gómez de la Torre, biträdande universitetslektor vid Institutionen för materialvetenskap, nanoteknologi och funktionella material vid Ångströmlaboratoriet, Uppsala universitet.
Förhoppningen är nu att hitta tillräcklig finansiering för att kunna fortsätta att finslipa metoden och instrumenten, så att alla delar integreras i ett enda paket för praktisk användning. Forskningen, som till stor del består av grundforskning, har kommit en bra bit på vägen mot nyttiggörande. Bland annat undersöker en grupp studenter vid Chalmers entreprenörsskola möjligheterna till kommersialisering av FLU-ID, berättar Dag Winkler.
– Vi hoppas nu kunna driva projektet vidare till en kommersiell produkt. Det är så forskningen kan komma ut i samhället och komma människor till godo.