Isotopisch gestreepte kralen zorgen voor massa serologische analyse van maximaal 18.000 metingen tegelijk

Huidige methoden voor antilichaamdetectie, zoals conventionele serologische testen, zijn beperkt in termen van de hoeveelheid informatie die ze in een enkele test kunnen verwerken. Hoewel recentere technieken het mogelijk hebben gemaakt om het aantal gelijktijdige metingen te vergroten, worden ze nog steeds beperkt door interferentie in de detectiesignalen.

De nieuwe technologie, ontwikkeld door Stanford University en IBEC, overwint deze barrières met behulp van polystyreen-kralen gelabeld met unieke combinaties van stabiele, niet-radioactieve isotopen. Deze kunnen nauwkeurig worden geïdentificeerd door massaspectrometrie – een veelgebruikte biomedische onderzoekstechniek voor het analyseren van de chemische samenstelling van een monster.

Het papier is gepubliceerd in het dagboek Nature Biomedical Engineering.

“We have greatly expanded the capacity of serological analysis, allowing the simultaneous detection of dozens of different antibodies in hundreds of samples. This could be a key tool for biomedical research, vaccine development, and epidemiological studies,” explains Xavier Rovira Clavé, the study leader and a principal investigator at IBEC who was formerly a researcher at Stanford University.

De sleutel tot deze technologie is dat het de analyse van veel meer parameters tegelijkertijd mogelijk maakt, wat voorheen onmogelijk was.

“In plaats van te vertrouwen op fluorescerende signalen, die het aantal gelijktijdige metingen maximaal 500 kunnen overlappen en beperken tot 500, gebruiken we isotopen. Dit elimineert het probleem van overlapping en maakt het mogelijk om meer dan 18.000 metingen te worden gedetecteerd in een enkele reactie, met een zeer brede reikwijdte voor verbetering,” voegt Rovire toe.

In hun tests heeft het team deze methodologie toegepast om serologische monsters van patiënten met SARS-COV-2 te analyseren, waarbij de aanwezigheid van antilichamen tegen verschillende virusvarianten te meten. Het vermogen om duizenden monsters tegelijkertijd met verschillende virale varianten te evalueren, zou de reactie op toekomstige pandemieën kunnen verbeteren en onderzoek kunnen bevorderen naar verworven immuniteit. Bovendien opent de veelzijdigheid van deze techniek nieuwe mogelijkheden in de studie van auto -immuunziekten en andere pathologieën.

“Het vermogen om grote hoeveelheden immunologische gegevens parallel te analyseren, kan ons in staat stellen om biomarkers te identificeren voor verschillende soorten pathologie, het verbeteren van de diagnose en de ontwikkeling van nieuwe therapieën”, zegt Rovira.

Dit werk is een belangrijke stap voorwaarts in biomedisch onderzoek en volksgezondheid door een efficiënter hulpmiddel te bieden voor antilichaamanalyse en immuunresponsdetectie.

Professoren Julien Sage en Garry Nolan van de Stanford University, professor David McIlwain van de Universiteit van Nevada, Reno, onderzoeker Alexandros Drainas en Xavier Rovira bij IBEC blijven de efficiëntie van de techniek verbeteren en de kosten van testen verlagen, met als doel gemakkelijker in klinische praktijk in de toekomst te zetten.