Standardowa metoda diagnostyczna w przypadku malarii polega na obserwacjach mikroskopowych rozmazów z krwi pacjenta. Próbki wybarwia się stosując odpowiedni odczynnik znakujący jądra komórkowe. Ze względu na brak tych organelli w czerwonych krwinkach, uważa się, że zaobserwowane wybarwione struktury należą do zarodźca malarii. Metoda jest zatem bardzo czasochłonna oraz obarczona dużym ryzykiem błędu ludzkiego. Inne dostępne techniki wykrywania choroby są kosztowne i niepraktyczne, szczególnie jeśli mowa o zastosowaniu ich w krajach rozwijających się.

Szybko, tanio i wygodnie?

Opracowana w Singapurze technika ma na celu przede wszystkim skrócenie czasu analiz diagnostycznych, oraz zwiększenie wiarygodności uzyskiwanych wyników. Już udało się opracować aparaturę posiadającą możliwość pracy z bardzo małymi objętościami – do wygenerowania wyniku wystarczy jedynie 10 mikrolitrów krwi. Jest to ilość, którą bez problemu można pobrać z palca pacjenta. Metoda jest zatem praktycznie nieinwazyjna. Dodatkowo cechuje się bardzo wysoką czułością – autorzy mówią, że jest w stanie zidentyfikować już 10 zarodźców malarii w mikrolitrze krwi. Jednocześnie próbka nie wymaga jakiejkolwiek wstępnej obróbki laboratoryjnej, a wynik analizy poznajemy już po zaledwie kilku minutach.

Na czym to polega?

Nowy system, wykorzystując zjawisko rezonansu magnetycznego, wykrywa produkt uboczny funkcjonowania pasożyta malarii w ludzkim organizmie. Plasmodium, po zaatakowaniu erytrocytów odżywia się obecną w nich hemoglobiną, rozkładając ją do aminokwasów oraz hemu zawierającego żelazo. Wolny hem może być jednak toksyczny dla pasożyta. Strategią obrony zarodźca malarii w tej sytuacji jest przekształcanie wolnego hemu do nierozpuszczalnych kryształów, znanych jako hemozoin. Kryształy te posiadają właściwości słabego paramagnetyku, przez co zaburzają proces uporządkowywania spinów jąder atomów wodoru pod wpływem działania pola magnetycznego. Zachowują się zatem jak małe magnesy. Obserwacja i analiza zachowania atomów wodoru w zewnętrznym polu magnetycznym oraz jego porównanie z wzorcem umożliwiają ocenę obecności w próbie innych substancji posiadających właściwości magnetyczne. W przypadku krwi za substancję tę uznaje się właśnie hemozoin. 

A co z wiarygodnością?

Udokumentowane już wcześniej badania dowodzą, że kryształy hemozoinu są wytwarzane we wszystkich czterech etapach rozwoju malarii na skutek zakażenia którymkolwiek ze znanych gatunków Plasmodium. Paramagnetyczne kryształy wydają się zatem stanowić dość wiarygodny, naturalny biomarker chorobowy. Naukowcy przeprowadzili już testy nowej metody na komórkach krwi hodowanych w laboratorium i zakażonych Plasmodium falciparum stanowiącym najgroźniejszy szczep pasożyta. Technika sprawdziła się również w badaniach próbek krwi myszy zakażonych Plasmodium berghei, warunkującego mysią odmianę choroby.

 
Czy znajdzie zastosowanie?

Nowa metoda wydaje się być bardziej wydajna od dotychczas stosowanych podejść diagnostycznych. Specjaliści zwracają jednak uwagę, że konieczna jest jej obiektywna ocena pod kątem wydajności oraz wiarygodności uzyskiwanych wyników dla prób pobranych od człowieka. Autorzy badania wierzą jednak w sukces swojego podejścia i pracują nad redukcją rozmiarów urządzenia oraz obniżeniem kosztów pojedynczej analizy. Docelowo sprzęt ma być bowiem dostępny w wersji przenośnej, a każdy test diagnostyczny ma kosztować mniej niż 10 centów.