Araştırmacılar Kişiselleştirilmiş Tıp Üretimi için Kritik Analitik (CAMP), disiplinlerarası bir araştırma grubudur. Singapur-MIT Araştırma ve Teknoloji Birliği (SMART), MIT'nin Singapur'daki araştırma kuruluşu, patojenlerin kendilerini tespit etmeye odaklanan mevcut yöntemlerden ayrı olarak, enfeksiyon durumunda hızla değişen konakçı bağışıklık tepkisini profilleyen yeni bir etiketsiz bağışıklık profili tahlili geliştirdi. bir ana bilgisayar içinde düşük seviyelerde olmak. Bu yeni teknoloji, mevcut yöntemlere göre çok daha hızlı, daha hassas ve daha doğru olmak üzere bir dizi avantaj sunar.

Yeni tahlil, başlıklı bir makalede anlatılmıştır. "Tam kan mikroakışkan bağışıklık profilinden elde edilen etiketsiz biyofiziksel belirteçler, ciddi bağışıklık tepkisi imzalarını ortaya çıkarır", yakın zamanda yayınlanan Küçük, nanoteknolojiyi kapsayan haftalık hakemli bilimsel bir dergi ve Ulusal Üniversite Hastanesi (NUH) acil servisinden alınan 85 bağışçının pilot çalışmasını içeriyordu. Makale, SMART CAMP'de kıdemli doktora sonrası araştırmacı olan Kerwin Kwek Zeming tarafından yönetildi ve SMART CAMP'de baş araştırmacı ve MIT'de biyolojik mühendislik ve elektrik mühendisliği profesörü olan Profesör Jongyoon Han ve Acil Tıp, araştırma direktörü Win Sen Kuan tarafından ortak yazarlar arasında yer aldı. Bölümü, NUH.

Çoğu durumda, hastalık tezahürünün, enfeksiyonun ciddiyetinin ve hasta ölümünün arkasındaki ana suçlu, aşırı agresif bir konakçı bağışıklık tepkisidir. Örneğin, 1918 İspanyol gribi salgını, sağlıklı genç yetişkinler arasında orantısız bir şekilde yüksek sayıda ölümle sonuçlandı. Bu, şu anda iyi çalışılmış fenomene atfedilmiştir. sitokin fırtınalarıBağışıklık hücrelerinin ve enflamatuar moleküllerin hızlı salınımını hızlandıran ve hiper-agresif bir konakçı bağışıklık tepkisi tarafından getirilen. Daha yakın tarihli bir örnekte, şiddetli Covid-19 enfeksiyonu vakaları genellikle sepsis ve düzensiz bağışıklık tepkisi yoluyla ölümle sonuçlanırken, yaşa ve komorbiditeye dayalı mevcut risk sınıflandırma yöntemleri önemli bir zorluk olmaya devam ediyor ve yanlış olabilir. Ayrıca, mevcut Covid-19 testi, bağışıklık tepkisinin ciddiyetini tahmin etmez ve bu nedenle sağlık bakım ortamlarında kaynakların verimsiz kullanılmasına yol açabilir.

Akut enfeksiyon vakalarında, hastanın bağışıklık tepkisinin durumu genellikle geçici olabilir ve dakikalar içinde değişebilir. Bu nedenle, bağışıklık sisteminin durumu hakkında hızlı ve doğru bir şekilde bilgi verebilen tahlillere acil bir ihtiyaç vardır. Bu, özellikle akut enfeksiyonu olan hastalarda erken triyajda ve hastalığın daha sonraki kötüleşmesini tahmin etmek için hayati önem taşır. Buna karşılık, bu, tıbbi personelin daha doğru ilk değerlendirmeler yapması ve uygun tıbbi müdahaleyi vermesi için daha iyi yetki verecektir. Bu, acil servise zamanında müdahale edilmesini sağlayabilir ve yoğun bakım ünitesine (YBÜ) kabul edilmesini önleyebilir.

SMART araştırmacıları tarafından geliştirilen yeni tahlil, hiper-agresif bir durumda sepsis ve ölüme yol açabilen, hızla değişen konakçı inflamatuar yanıtının profilini çıkarmaya odaklanır. DLD mikroakışkan teknolojisinin geleneksel olmayan L ve ters L şekilli sütunları kullanılarak 15 mikrolitre (µL) işlenmemiş kandan 20 dakikalık etiketsiz bir bağışıklık profili tahlili geliştirildi ve bağışıklık hücresi biyofiziksel imzalarının hassas ve kantitatif bir tahlili olarak işlev gördü. beyaz kan hücrelerinin (WBC'ler) gerçek zamanlı aktivasyon seviyeleri. WBC'ler çeşitli dahili veya harici tetikleyiciler tarafından aktive edildiğinden, tahlil, bu değişikliklerin hem kapsamını hem de yönünü hassas bir şekilde ölçebilir ve bu da hastanın mevcut bağışıklık tepkisi durumunu yansıtır. Bu nedenle, SMART araştırmacıları tarafından geliştirilen yeni tahlil, bağışıklık hücresi boyutunu, deforme olabilirliğini, dağılımını ve hücre sayılarını profilleyerek hastaların bağışıklık tepkisi durumlarını doğru ve hızlı bir şekilde değerlendirebilir.

Belirgin bir şekilde, yeni tahlil, bağışıklık sistemini ve aktivitesini profilleme için mevcut yöntemlere göre önemli avantajlar sağlar. Bunlar, lökosit gen ekspresyonunun, hücre yüzeyi biyokimyasal belirteçlerinin ve kan serumu sitokin profilinin ölçülmesini içerir. Özellikle, bu mevcut yöntemler, numune seyreltme veya ön işleme adımlarının yanı sıra emek yoğun, pahalı ekipman ve antikor etiketleme prosedürleri gerektirir. Sonuç olarak, bu yöntemler genellikle sonuçları döndürmek için en az birkaç saat gerektirir. Bu, klinisyenlerin mümkün olduğu kadar erken doğru klinik değerlendirmeler yapması gereken triyaj ve acil serviste önemli bir acı noktası ve dezavantajdır. Bu mevcut yöntemlerin emek ve zaman yoğun doğası, hızlı triyaj için klinik faydalarını önemli ölçüde sınırlar ve acil serviste (ER) veya yoğun bakım ünitesinde daha geniş uygulanmasını engeller.

Buna karşılık, bu yeni SMART tahlili yalnızca 15 dakika sürdüğü, yalnızca 20 µL tam kan kullandığı ve yalnızca saniyede 150 kareye kadar video yakalama kare hızları gerektirdiği için, teknolojinin taşınabilir bir üniteye dönüştürülmesi için önemli bir potansiyel vardır. Acil servisteki ve diğer birincil veya kritik bakım ortamlarındaki hastaların tanısını ve ayrımını önemli ölçüde iyileştirebilecek bakım noktası kan koruyucu tahliller gerçekleştirebilen. Bu uygulama, klinisyenlerin risk altındaki hastaları hızlı bir şekilde belirleyebilmelerini ve organ fonksiyon bozukluğunu ve hiper-agresif bir bağışıklık tepkisinin diğer olumsuz etkilerini hafifletmek veya önlemek için hemen harekete geçmelerini sağlayacaktır.

Baş yazar Kerwin Kwek, "Yeni DLD tahlilimiz, doğru hasta tahlil sonuçları için bekleme süresini önemli ölçüde azaltarak ER ve YBÜ'de karşılanmayan bir ihtiyacı gidermeye yardımcı olacak. Bu, hayat kurtarmak için kritik önem taşıyan daha etkili triyaj kararı vermeye ve daha uygun ve zamanında tedaviye yol açabilir. Daha genel olarak, bu çığır açan teknoloji, hem hassas mikroakışkanların mühendisliğine hem de klinik araştırmalara yeni bakış açıları sağlıyor.”

Jongyoon Han ekliyor, "Dünya genelindeki hastanelerdeki acil servislerde, özellikle tıp uzmanlarının triyajda zor ve zaman zaman ölüm kalım kararları vermekle karşı karşıya kaldığı Covid-19 salgını sırasında alınan derslerin ardından, bu, yeni teknoloji, son derece heyecan verici ve önemli bir atılımı temsil ediyor. SMART CAMP'ın yeni tahlili, tahlil sonuçları için geçen süreyi saatlerden birkaç dakikaya indirerek, biz patojenler ve bulaşıcı hastalıklarla mücadele etmeye devam ederken hayat kurtarmaya yardımcı olabilir. Testin ayrıca daha geniş uygulamaları olacak ve klinisyenlere ER ve ICU'da yeni ve daha etkili bir araç sunacak."

Araştırma SMART tarafından yürütülmekte ve Ulusal Araştırma Vakfı (NRF) Singapur tarafından Araştırma Mükemmelliği ve Teknolojik Girişim Kampüsü (CREATE) programı kapsamında desteklenmektedir.

CAMP, Haziran 2019'da başlatılan SMART disiplinler arası bir araştırma grubudur. Daha fazla hastanın umut verici ve onaylanmış tedavilere erişmesini sağlamak için ilaç veya hücresel tedaviler olarak canlı hücreler üretmenin daha iyi yollarına odaklanır. CAMP'deki araştırmacılar, bir dizi potansiyel hücre tedavisinin üretiminin karşılaştığı iki kilit darboğazı ele alıyor: kritik kalite nitelikleri (CQA) ve süreç analitik teknolojileri (PAT). Singapur ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki MIT içindeki derin işbirliklerinden yararlanan CAMP, kökten bağışıklık hücrelerine kadar CQA/PAT yeteneklerini icat eder ve gösterir. Çalışmaları, kanserden doku dejenerasyonuna kadar uzanan, genetik mühendisliği olan ve olmayan, yapışık ve asılı hücreleri hedef alan rahatsızlıkları ele alıyor.

CAMP, Singapur'da hücre tedavisi üretimi konusunda kapsamlı bir ulusal çabanın Ar-Ge çekirdeğidir.

SMART, MIT'nin Singapur'daki araştırma kuruluşudur ve 2007 yılında NRF ile ortaklaşa kurulmuştur. SMART, NRF tarafından geliştirilen CREATE'teki ilk kuruluştur. SMART, MIT ve Singapur arasındaki araştırma etkileşimleri için bir entelektüel ve inovasyon merkezi olarak hizmet vererek hem Singapur'un hem de MIT'nin ilgi alanlarındaki en son araştırma projelerini üstlenir. SMART şu anda bir İnovasyon Merkezi ve beş disiplinler arası araştırma grubunu içermektedir: Antimikrobiyal Direnç, CAMP, Tarımsal Hassasiyet için Yıkıcı ve Sürdürülebilir Teknolojiler, Geleceğin Kentsel Hareketliliği ve Düşük Enerji Elektronik Sistemleri.

SMART araştırması, CREATE programı kapsamında NRF tarafından finanse edilmektedir.