Մոսկվայի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի (ՄՖՏԻ) և Ռուսաստանի ԳԱ Ա.Մ. Պրոխորովի անվան ընդհանուր ֆիզիկայի ինստիտուտի գիտնականները մշակել են նոր սերնդի արագընթաց թեստ՝ միոկարդի ինֆարկտի ախտորոշման համար: Մեթոդը 45 անգամ ավելի զգայուն է գոյություն ունեցող նմանօրինակներից և հնարավորություն է տալիս հայտնաբերել վնասման մարկերը արյան ընդամենը մեկ կաթիլով՝ ընդամենը վեց րոպեում: Հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են Biosensors and Bioelectronics միջազգային հանդեսում:

Միոկարդի սուր ինֆարկտը առ այսօր աշխարհում սիրտ-անոթային հիվանդություններից մահացության հիմնական պատճառներից մեկն է: Շտապօգնության և ընդունարանների բժիշկներն աշխատում են ժամանակի խիստ սղության պայմաններում. որքան շուտ հաստատվի ախտորոշումը, այնքան բարձր են բուժառուի փրկվելու շանսերը: Մինչդեռ գոյություն ունեցող լաբորատոր հետազոտությունները տևում են 30–60 րոպե, իսկ դրանց իրականացման համար անհրաժեշտ են հատուկ սարքավորումներ և վերապատրաստված անձնակազմ: Իսկ արագընթաց թեստերը բավարար չափով զգայուն չեն սրտի մկանի վնասման վաղ նշանները որսալու համար, ուստի հաճախ կեղծ բացասական արդյունքներ են տալիս:

Հենց արագության և ճշգրտության միջև եղած այդ բացն է հաջողվել լրացնել ռուսաստանցի գիտնականներին: Արդյունքում ստեղծվել է սկզբունքորեն նոր թեստ-համակարգ:

Հետազոտության համար բավական է արյան մեկ կաթիլ: Այն կաթեցնում են թեստ-երիզի վրա (այնպիսին, ինչպիսին հղիության թեստն է). հեղուկն ինքնուրույն ներծծվում և շարժվում է դրա երկայնքով: Միաժամանակ միանում է պտտվող մագնիսական դաշտը: Քանի դեռ արյունը հոսում է, նանոշղթաները խառնում են այն, որսում սպիտակուց-մարկերը և նստում թեստային գծի վրա: Ամբողջ գործընթացը տևում է 6 րոպե:

Հետազոտության արդյունքն ընթերցում է շարժական մագնիսական սարքը: Ի տարբերություն օպտիկական համակարգերի, որոնք «տեսնում են» միայն երիզի մակերևույթը, մագնիսական դաշտը թափանցում է դրա ամբողջ հաստությամբ: Դա ճշգրիտ արդյունք է տալիս, նույնիսկ եթե արյան նմուշը պղտոր է կամ մուգ:

Թեստը որոշում է մարկերի կոնցենտրացիան 0,02-ից մինչև 50 նգ/մլ միջակայքում: Հայտնաբերման սահմանը 21 պիկոգրամ է մեկ միլիլիտրում: Դա 45 անգամ ավելի զգայուն է մագնիսական գնդիկներով սովորական թեստերից և կարգերով ավելի լավ է առևտրային արագընթաց թեստերի մեծ մասից: Ընդ որում, թեստը սոսկ չի պատասխանում «այո» կամ «ոչ», այլ ցույց է տալիս ճշգրիտ նշանակությունը:

«Արագընթաց թեստերը երկար ժամանակ բախվում էին փոխզիջման՝ կա՛մ արագություն և պարզություն, կա՛մ լաբորատոր ճշգրտություն: Այստեղ հաջողվել է սկզբունքորեն շրջանցել այդ փոխզիջումը՝ ոչ թե բարելավելով ավանդական նշակիրները, այլ դրանք փոխարինելով ակտիվորեն աշխատողներով: Պտտվող մագնիսական դաշտում նանոշղթաներն իրենք են խառնում նմուշը հետազոտության պահին և իրենք իրենց կենտրոնացնում թեստային գծի վրա: Ընդ որում, թեստ-երիզը վերափոխելու կարիք փաստացի չի եղել. մենք աշխատում ենք ստանդարտ նիտրոցելյուլոզային մեմբրանի հետ, այսինքն՝ ամբողջ նորույթը կենտրոնացված է հենց նշակիրների և ընթերցման եղանակի մեջ»,- պատմում է հետազոտության առաջատար հեղինակ, Ռուսաստանի ԳԱ Ընդհանուր ֆիզիկայի ինստիտուտի ավագ գիտաշխատող Ալեքսեյ Օռլովը:

Գիտնականներն ուշադրություն են դարձրել հատուկ սպիտակուցի վրա, որը կապում է ճարպաթթուները: Սրտի վնասման ժամանակ արյան մեջ հայտնվող բազմաթիվ նյութերի շարքում դա առանձնահատուկ դեր ունի: Ի տարբերություն տրոպոնինների (կարդիոախտորոշման «ոսկե ստանդարտ», որը պահանջում է մի քանի չափում 1-3 ժամվա ընթացքում), ճարպաթթուներն արյան մեջ հայտնվում են նոպայի սկզբից հետո հենց առաջին ժամվա ընթացքում: Այն առաջինն է ազդարարում վտանգի մասին, սակայն այն որսալու համար անհրաժեշտ է շատ զգայուն գործիք:

Այդ սպիտակուցը նշագրելու համար գիտնականներն օգտագործել են մագնիսական նշակիրների նոր տեսակ՝ ոչ թե սովորական գնդաձև մասնիկներ, այլ երկարավուն նանոշղթաներ՝ երկաթի օքսիդից պատրաստված՝ մոտ 1 միկրոմետր երկարությամբ (մազից հարյուրավոր անգամներ բարակ) թելիկներ: Շղթաների մակերևույթին ամրացնում են ճարպաթթուների սպիտակուցի նկատմամբ հակամարմիններ: Այդպես նանոմասնիկները սրտային մարկերի համար թակարդներ են դառնում:

Անշարժ հեղուկում սպիտակուցի մոլեկուլները շարժվում են քաոսային և երկար ժամանակ «փնտրում» հակամարմինները: Այդ հանդիպումն արագացնելու համար գիտնականները նանոշղթաները տեղադրել են պտտվող մագնիսական դաշտում: Շղթաները սկսում են պտտվել և ակտիվորեն խառնել շրջակա արյունը: Արդյունքում հակամարմինները տասնյակ անգամներ ավելի արագ են «ծանոթանում» սպիտակուցի հետ:

Հետազոտողները հայտնաբերել են մի անսպասելի ազդեցություն. թեստ-երիզի գծի վրա արդեն ամրացած նանոշղթաները մագնիսական դաշտում սկսում են արյան հոսքից ձգել նոր շղթաներ՝ սպիտակուցի հետ միասին: Առաջանում է ինքնաուժեղացում. որքան շատ նշակիրներ են կուտակվել, այնքան ավելի ակտիվ են նրանք ձգում հարևաններին: Միաժամանակ պտույտը քայքայում է պատահական, կեղծ կպչումները՝ մոտ երկու անգամ նվազեցնելով ֆոնային ազդանշանները: Նման համակցությունը (օգտակար ազդանշանի աճ և խոտանների նվազում) տալիս է այնպիսի զգայունություն, որին հնարավոր չէ յուրաքանչյուր գործոնով առանձին-առանձին հասնել:

«Առանցքային գյուտը պտույտի և իմունոքրոմատոգրաֆիայի սիներգիան է: Բնազդաբար թվում է, թե մեմբրանի վրայով հեղուկի ուղղորդված շարժումը պետք է խանգարի նանոշղթաների պտտմանը: Իրականում ամեն ինչ հակառակն է. մազանոթային հոսքն անընդհատ թարմ նյութ է մատակարարում, իսկ պտույտն ապահովում է արդյունավետ խառնում կապման մակերևույթի մոտ: Միասին դրանք ավելի լավ են աշխատում, քան առանձին»,- պատմում է հոդվածի առաջին հեղինակ, Ռուսաստանի ԳԱ Ընդհանուր ֆիզիկայի ինստիտուտի երիտասարդ  գիտնական Յուրի Մալկերովը:

Սակայն սոսկ սպիտակուցը որսալը քիչ է: Կարևոր է, որ թեստն այն չշփոթի արյան մեջ առկա այլ նյութերի հետ: Նոր մեթոդը հաղթահարում է նաև այդ խնդիրը:

«Մենք ստուգել ենք թեստը կարևոր սպիտակուցների՝ կարդիոմարկերների (տրոպոնին, NT-proBNP), օնկոմարկերների վրա և չենք տեսել ոչ մի կեղծ դրական արդյունք: Պոտենցիալ կլինիկական կիրառման համար դա չափազանց կարևոր է, քանի որ հնարավորություն է բացում հուսալի արագընթաց թեստ ստեղծելու համար, որը կօգնի մարդկային կյանքեր փրկել»,- նշում է հոդվածի համահեղինակ, Մոսկվայի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտի ասպիրանտ Ալեքսանդրա Ռակիտինան:

Ըստ հետազոտության ղեկավար, Ռուսաստանի ԳԱ Ընդհանուր ֆիզիկայի ինստիտուտի լաբորատորիայի վարիչ Պյոտր Նիկիտինի՝ նոր համակարգը ստանդարտ թեստ-երիզների ձևափոխում չի պահանջում. դրանք մնում են մատչելի և հեշտությամբ վերարտադրելի:

«Այստեղ ամբողջ «կախարդանքը» կենտրոնացված է ընթերցման եղանակի և նանոշղթաների հատկությունների մեջ: Մագնիսական նանոնշակիրների գրանցման շարժական տարբերակը, որն աշխատում է սովորական մարտկոցներով, մենք արդեն ավելի վաղ ցուցադրել էինք: Իսկ հեռանկարում մագնիսական պտտիչի և գրանցող սարքի միավորումն է մեկ միասնական հոծ սարքի մեջ»,- պատմում է Պյոտր Նիկիտինը:

Մինչ կլինիկական պրակտիկայում ներդրումը դեռ երկար ճանապարհ կա, որը ներառում է ստուգումներ բուժառուների մեծ խմբերի վրա, հոծ սարքի ստեղծում և անհրաժեշտ թույլտվությունների ստացում: Ընդսմին, հարթակն ինքնին ունիվերսալ է. պտտվող դաշտում մագնիսական նանոշղթաները կարող են հարմարեցվել այլ դժվարորսալի բիոմարկերների հայտնաբերման համար՝ օնկոմարկերներից մինչև սննդային տոքսիններ: Հեղինակների կարծիքով՝ տեխնոլոգիան ճանապարհ է հարթում թեստ-համակարգերի ստեղծման համար, որոնք արյան մեկ կաթիլով կկարողանան միաժամանակ որոշել սրտի վնասման մի քանի մարկերներ: