Исследователи из университета Питтсбурга придумали кожный патч, который находит антитела к коронавирусу и гриппу. Этот пластырь работает намного точнее существующих тестов — в десятки и сотни раз чувствительнее. Ему нужно всего полвольта электричества, а результат появляется через 10 минут. Статью ученых опубликовали в журнале Analytical Chemistry.

Профессор химии Александр Стар, профессор дерматологии и инженерии Эмрулла Коркмаз и профессор дерматологии Луис Фало — те самые специалисты, которые стоят за разработкой. Кстати, Александр Стар уже делал похожие датчики для определения марихуаны и фентанила.

Тест на антитела очень важен, потому что он показывает, сработала ли вакцина. Если у человека без прививки организм сам выработал сильный иммунный ответ, то бустерная доза ему, скорее всего, не нужна.

Как устроен этот датчик

Берется вирусный антиген — та самая частица, на которую иммунитет реагирует, — и крепится к углеродной нанотрубке. Она в 100 тысяч раз тоньше человеческого волоса. Эти трубки вмонтированы в микроиглы. Микроиглы безболезненно протыкают верхний слой кожи и забирают жидкость из промежутков между клетками. Когда в жидкости появляются нужные антитела, они связываются со своим антигеном, и электрические свойства нанотрубок меняются — датчик это регистрирует.

Микроигла проникает неглубоко, поэтому совсем не больно, — объясняет Стар. — Она не задевает нервы, кровь не идет. Но результат вы получаете тот же самый, что и при анализе крови.

Систему можно настроить на выявление любых антител. Например, она пригодится при аутоиммунных болезнях, когда обострения часто запускаются обычными безобидными вирусами.

Сколько это будет стоить

Точной цены пока нет, но сама технология не требует дорогих реагентов и сложного оборудования. Углеродные нанотрубки — материал достаточно дешевый, а полвольта питания можно получить от маленькой батарейки, как в часах. Скорее всего, в массовом производстве один патч обойдется в сумму сравнимую с обычными тест-полосками на глюкозу — несколько долларов или даже дешевле. Но на старте, пока технология новая, цена может быть выше в 5-10 раз.

Что было раньше

Обычные тесты на антитела делают из крови — из пальца или из вены. Они чувствительные, но требуют либо лаборатории, либо специальных планшетов, и результат часто ждать дольше. Есть экспресс-тесты по типу полосок на COVID — они работают с кровью или слюной, но их точность ниже. А здесь ученые соединили микроиглы с нанотрубками. Это не революция, а скорее элегантный шаг вперед. Прорыв в том, что чувствительность выросла на порядки, а инвазивность — почти нулевая. Но сам принцип «антиген плюс датчик» известен давно.

Насколько это этично и какой возможен вред

Микроиглы длиной меньше миллиметра не доходят до нервов и сосудов. Серьезного вреда нет — максимум легкое покраснение, как от щетины. Этических проблем тоже почти нет, потому что тест не требует согласия на забор крови, не хранит генетическую информацию. Подвох в другом: если у человека слишком сухая или грубая кожа, например при псориазе или экземе, жидкость между клетками может плохо впитываться, и результат исказится. Также неизвестно, как датчик поведет себя на очень смуглой или очень бледной коже — пигментация теоретически может влиять на оптическую часть считывания.

Исследование пока лабораторное. До аптечных полок — минимум два-три года. Нужно проверить патч на сотнях добровольцев, подтвердить, что он работает при разных вирусах и не портится при хранении. Фармацевтическая компания, если заинтересуется, может ускорить процесс до полутора лет. Но прямо сейчас купить его нельзя.

Сравнение с аналогами

Есть американский пластырь SpotCheck от компании Tasso — он тоже берет капиллярную кровь с помощью микроигл, но это уже не безболезненно, потому что создает вакуум и засасывает кровь. Есть флеш-мониторы глюкозы (например, FreeStyle Libre) — они тоже используют микроиглу, но измеряют сахар, а не антитела. Но их чувствительность совсем другая, им не нужно искать редкие молекулы. В этом смысле новый патч уникален: он сочетает неинвазивность с лабораторной точностью. Однако аналогов по прямому назначению — поиску антител к респираторным вирусам на коже — пока просто нет. Так что ученые идут по целине.

Критика исследования

Исследование выглядит красиво, но вот в чем загвоздка. Авторы показывают, что патч находит антитела у тех, у кого их много. А что если антител мало? Например, после легкой болезни или давней прививки. Или если человек болел бессимптомно. Обычные анализы крови справляются с низкими концентрациями. А здесь заявлена высокая чувствительность, но проверяли ее пока в идеальных условиях, а не на реальных пациентах с разным иммунитетом. Второй подвох: нанотрубки чувствительны к любым загрязнениям. Если человек перед тестом намажет крем или вспотеет, датчик может соврать. В лаборатории такие мелочи контролируют, а в жизни — нет. Так что настоящую надежность еще предстоит доказать.

Ранее ученые выяснили, как COVID и вакцины влияют на сердце.