Choroba sierpowatokrwinkowa, Hemechip

Anemia sierpowatokrwinkowa (SCD) to grupa dziedzicznych zaburzeń syntezy hemoglobiny (Hb), po raz pierwszy opisana w literaturze medycznej przez Jamesa Herricka w 1910 roku. Każdego roku rodzi się około 300 000 niemowląt z SCD, w tym ponad 200 000 przypadków w samej Afryce Subsaharyjskiej. W samej Nigerii rocznie rodzi się ponad 150 000 takich dzieci i szacuje się, że od 50 do 90% z nich umiera przed piątymi urodzinami. Ogółem w regionie 6% wszystkich zgonów dzieci w wieku poniżej 5 lat jest spowodowanych powikłaniami i infekcjami SCD. Kryzys zarostowy naczyń i niedokrwistość są poważnymi powikłaniami SCD, a infekcja często jest główną przyczyną hospitalizacji, kryzysu i śmierci. SCD jest spowodowane mutacją punktową w szóstym kodonie łańcucha beta globiny, który wytwarza normalną Hb (HbA). To zastąpienie hydrofilowego kwasu glutaminowego hydrofobową waliną powoduje powstanie sierpowatej Hb (HbS), która jest nieprawidłowo polimeryzowana w warunkach niskiego poziomu tlenu, powodując sierpowatość. Nieprawidłowa polimeryzacja HbS wpływa na właściwości, kształt i gęstość błony krwinek czerwonych, a następnie krytyczne zmiany w komórkach zapalnych i funkcjach komórek śródbłonka.

Kliniczne konsekwencje SCD obejmują bolesne przełomy, rozległe uszkodzenia narządów i wczesną śmiertelność. Aktualne standardowe praktyki w diagnostyce SCD to wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) i laboratoryjna elektroforeza Hb. Te dwa podejścia wymagają jednak przeszkolonego personelu i najnowocześniejszych obiektów, których obu może brakować w wielu częściach Afryki Subsaharyjskiej, gdzie choroba jest najbardziej rozpowszechniona.

Te metody laboratoryjne wiążą się również ze znacznymi kosztami, które mogą być nieosiągalne dla większości pacjentów. System diagnostyczny HemeChip oferuje oryginalne i innowacyjne rozwiązanie, wykorzystujące nowatorskie podejście inżynieryjne, do diagnostyki nagłego nagłego zatrzymania krążenia w miejscu opieki (POC). HemeChip oddziela typy białek hemoglobiny w niewielkiej objętości krwi (1 μl) na kawałku papieru z octanu celulozy, który jest umieszczony w mikroinżynieryjnym chipie z kontrolowanym środowiskiem i polem elektrycznym. Różnice w ruchliwości Hb umożliwiają rozdzielenie w bibułce z octanu celulozy. Przy wytwarzaniu HemeChip zastosowano mikroinżynieryjny projekt i wielowarstwowe podejście do laminowania. Konstrukcja umożliwia szybki ręczny montaż, a wyniki są dostępne w ciągu kilku minut od wykonania testu.

HemeChip może również integrować się z mobilnym interfejsem użytkownika (np. IPhone, IPod), który pokazuje ilościowo i obiektywnie wynik testu na ekranie. HemeChip może być używany przez każdego po krótkim (30-minutowym) szkoleniu, eliminując potrzebę zatrudniania wysoko wykwalifikowanego personelu.