De nieuwe, snelle diagnostische test kan diverse stadia van de ziekte van Lyme vaststellen en werkt beter dan de standaard testmethoden. Bovendien kan de test worden toegepast in de praktijk van een huisarts.
In de VS worden jaarlijks ongeveer 300.000 mensen gediagnosticeerd met de ziekte van Lyme. Lyme wordt veroorzaakt door de bacterie Borrelia burgdorferi en overgedragen door de beet van geïnfecteerde Ixodes-teken. Lyme kan zonder behandeling ernstige neurologische en reumatologische problemen en hartcomplicaties veroorzaken.
Huidige testen op de ziekte van Lyme – de standaard 2-lagen-aanpak of de STT (standard two tier test) genoemd – omvat het uitvoeren van twee complexe testen (ELISA en western blot) om antilichamen tegen de bacterie te detecteren. Voor zo’n test is ervaren, specialistisch personeel en een laboratorium vereist en de uitvoering en interpretatie ervan duurt minimaal enkele uren.
Een team onder leiding van Sam Sia – hoogleraar biomedische technologie aan Columbia Engineering – heeft een snelle microfluïdische [2] test ontwikkeld die de ziekte van Lyme met vergelijkbare prestaties als de STT in een veel kortere tijd kan detecteren, namelijk in 15 minuten.
“Onze bevindingen zijn een primeur. We tonen aan dat de diagnose van de ziekte van Lyme kan worden uitgevoerd in een microfluïdisch formaat dat snelle kwantitatieve resultaten kan opleveren”, zegt Sia, wiens laboratorium is gericht op het gebruik van microfluidics om goedkope, geïntegreerde apparaten te bouwen voor het uitvoeren van geavanceerde medische testen. Verder werkt zijn lab aan het ontwikkelen van nieuwe behandelingsmethoden op basis van celtherapie en implanteerbare micro-apparaten.
Sia: “Dit betekent dat onze test gemakkelijk in de praktijk van een arts kan worden gebruikt. Monsters hoeven niet naar een laboratorium te worden gestuurd dat minstens een paar uur- zo niet dagen – nodig heeft om de testresultaten te verkrijgen”.
De groep van Sia werkte samen met Maria Gomes-Solecki van Immuno Technologies. Gomes-Solecki ontdekte een combinatie van drie eiwitten die specifiek zijn voor de antilichamen die de B. burgdorferi-bacterie in het serum opwekt. OPKO Health leverde die microfluïde cassettes. De bevindingen werden onlangs gepubliceerd in het Journal of Clinical Microbiology [3].
De onderzoekers evalueerden 142 monsters, waaronder die afkomstig van patiënten met de ziekte van Lyme in een vroeg stadium en van gezonde personen uit gebieden waar de ziekte van Lyme endemisch is. Ook monsters van patiënten met door Lyme veroorzaakte artritus werden in het onderzoek meegenomen.
De onderzoekers hebben eerst een reeks bekende diagnostische biomarkers voor de ziekte van Lyme gescreend op hun vermogen om infectie met de ziekte van Lyme te detecteren. Ze testten vervolgens de top drie biomarkers met behulp van een standaard enzymimmunoassay [4] en vervolgens mChip-LD – een geavanceerd microfluïdisch platform ontwikkeld door Sam Sia – om de monsters te testen.
Wanneer het werd getest tegen aanvullende monsters van serum van mensen met de ziekte van Lyme, was de combinatie van biomarkers (de eiwitten afkomstig van de antilichamen) gevoeliger dan standaard test voor de ziekte van Lyme. Ook de specificiteit bleek beter. Het team ontdekte dat hun test superieur was om een infectie met de ziekte van Lyme in een vroeg stadium vast te stellen. Mogelijk omdat de nieuwe test in staat was om die antilichamen te detecteren die in de eerste weken van een besmetting met Lyme een piek bereiken.
De test met behulp van het mChip-LD-platform van Sia, werkte deze zeer goed. De test heeft grote potentie voor de ontwikkeling van een ‘point-of-care-test’ (gewoon bij bijvoorbeeld de huisarts) voor de ziekte van Lyme. “Hoewel de test moet worden verfijnd en er meer testen vereist zijn voordat het kan worden goedgekeurd voor wijdverbreid gebruik zijn de resultaten bijzonder opwindend”, zegt een van de hoofdauteurs van de studie, Siddarth Arumugam, een promovendus in Sia’s lab. “Het zal veel mensen ten goede komen als we een enkelvoudige, snelle, diagnostische test kunnen ontwikkelen waarmee de ziekte van Lyme in een vroeg stadium kan worden vastgesteld en die kan worden uitgevoerd in een huisartspraktijk”.
Sam Sia is de mede-oprichter van Claros Diagnostics wiens onderliggende microfluidics-technologie nu wordt gecommercialiseerd door OPKO Health en die onlangs werd goedgekeurd door de FDA voor het testen op prostaatkanker. Sia en Gomes-Solecki plannen nu een uitvoerige klinisch validatiestudie om te zien of de prestaties van hun Lyme-test-platform standhouden.
Vertaling: Dick Schrauwen [1]
Verwijzingen
[1] Bewerking van het onderstaande persbericht
– https://engineering.columbia.edu/press-releases/sam-sia-lyme-disease-test
[2] Microfluidics, Microfluïdica
– https://nl.wikipedia.org/wiki/Microflu%C3%AFdica
– https://en.wikipedia.org/wiki/Microfluidics
[3] Artikel: Sam Sia, Siddarth Arumugam en anderen; ‘A Multiplexed Serologic Test for Diagnosis of Lyme Disease for Point-of-Care Use’.
Zie de samenvatting op:
– https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31597750
– https://jcm.asm.org/content/early/2019/10/03/JCM.01142-19
– Zie ook de bespreking op: https://www.labpulse.com/index.aspx?sec=sup&sub=mic&pag=dis&ItemID=800449
Een vergelijkbaar artikel:
– https://www.medrxiv.org/content/medrxiv/early/2019/10/22/19009423.full.pdf
[4] Enzyme immunoassay (EMU), NL: enzym immuunadsorbent
– https://www.youtube.com/watch?v=70TPrfL_8-M
November 2019