생명을 구하는 침: 15분 타액 검사로 집에서 심부전을 감지

과학자 그룹은 집에서 심부전 검진을 가능하게 하기 위해 노력하고 있다. 그들은 투명한 코로나19 측면 흐름 검사와 유사한 진료소 전기화학적 바이오센서 프로토타입을 개발했다.

이 장치는 침 한 방울만으로 심부전의 두 가지 주요 바이오마커를 감지하여 단 15분 만에 결과를 제공한다.

심부전은 전 세계적으로 여전히 주요 사망 원인이며, 특히 의료 시설을 이용할 수 없는 개인에게 영향을 미친다.

"우리의 장치는 심부전 위험이 높지만 병원이나 중앙 실험실에 접근하기 어려운 사람들에게 이상적일 것이다."라고 연구 저자 중 한 명이자 콜로라도 주립 대학 대학원생인 트레이 피트먼(Trey Pittman)의 말이다.

의료 서비스를 집으로 가져오기

심부전은 심장 근육이 약해져 몸 전체에 충분한 산소가 공급된 혈액을 펌핑하는 능력이 감소할 때 발생한다. 현재 심부전을 감지하는 가장 신뢰할 수 있는 방법은 의료 전문가가 2년에 한 번씩 실시하는 혈액 검사이다.

이 검사는 심장에 스트레스를 주고 있다는 신호를 보내는 단백질인 B형 나트륨이뇨펩타이드(BNP)를 측정한다.

진료소 기술의 발전은 간단한 가정용 타액 검사를 도입하여 이 과정을 혁신할 수 있다. 피트먼에 따르면 이러한 검사를 통해 개인은 2년에 한 번 정기 검진을 기다리지 않고도 몇 주마다 심장 건강을 모니터링할 수 있다.

이러한 잠재력에도 불구하고, 심장 건강을 위한 휴대용 타액 검사의 광범위한 채택은 복잡한 생산 방법과 단일 바이오마커를 감지하는 것 이상의 포괄적인 데이터 부족으로 인해 방해를 받았다.

심장 건강을 위한 샌드위치?

피트먼과 그의 팀은 이러한 과제를 해결하고 전기화학적 모세관 구동 면역 검정(eCaDI)으로 알려진 저렴하고 사용자 친화적인 바이오센서 프로토타입에서 격려적인 결과를 얻었다.

콜로라도 주립 대학의 찰스 헨리(Charles Henry) 팀은 타액 기반 마이크로유체 장치와 바이오마커 단백질인 Galectin-3 및 S100A7을 감지하는 바이오센서라는 두 가지 이전 혁신을 결합하여 이 휴대용 검사 플랫폼을 개발했다. 호주 그리피스 대학의 차민디 푸냐디라(Chamindie Punyadeera) 연구실의 협력자들은 타액에서 이러한 바이오마커 수치를 측정하여 심부전 결과와 강력한 상관 관계를 발견했다.

심부전 검진을 위한 eCaDI 장치는 샌드위치처럼 겹겹이 쌓인 5개의 층으로 구성되어 있다. 투명하고 유연한 플라스틱 3겹과 양면 접착제 겹으로 구성되어 있다.

피트먼은 보도자료에서 "이 장치는 조립하기 매우 쉽다."라고 말했다. "약 20~30분 안에 5개를 만들 수 있다." eCaDI는 일회용이며 연구자들은 각각 약 3달러의 비용이 든다고 추정한다. 재사용 가능한 소형 전원인 포텐시오스탯은 약 20달러에 판매된다.

다른 질병을 위한 타액 검사 플랫폼

연구자들은 시연에서 표준화된 인간 타액 샘플에 두 가지 심부전 바이오마커의 통제된 양을 첨가했다. eCaDI는 갈렉틴-3과 S100A7의 농도를 성공적으로 감지하여 정확성을 확인했다.

피트먼은 "이러한 시연은 심부전 바이오마커를 위한 신뢰할 수 있고 비침습적인 전기화학 센서를 개발하기 위한 첫 번째 단계를 나타낸다."라고 말했다. 앞으로 연구팀은 그리피스 대학에서 임상 시험을 실시해 건강한 참여자와 심부전 진단을 받은 사람 모두를 대상으로 eCaDI를 테스트할 계획이다.

"이 연구는 다른 질병에 대한 새로운 타액 검사 플랫폼의 시작점을 제공할 수 있다."고 피트먼은 결론을 내린다. "이 기술은 많은 사람들, 특히 소외 계층이 더 오래, 더 건강하게 살 수 있도록 도울 수 있다고 생각한다."

이 연구는 미국 화학 협회(ACS)의 가을 회의에서 발표될 예정이다.