Исследователи из Университета Сан-Паулу (University of São Paulo) разработали гибкий и недорогой биосенсор, способный определять уровень белка BDNF — важного нейротрофического фактора, связанного с психическими расстройствами, включая депрессию, шизофрению и биполярное расстройство.
Устройство анализирует всего одну каплю слюны менее чем за три минуты, обеспечивая быстрый, доступный и неинвазивный способ диагностики. Стоимость одного сенсора составляет всего около 2,19 доллара, что делает его перспективным инструментом для массового скрининга, особенно в странах с ограниченными ресурсами.
Ключевые факты
- Быстрая диагностика: Биосенсор определяет уровень BDNF в слюне менее чем за 3 минуты.
- Доступная технология: Себестоимость одного устройства — около 2,19 доллара США.
- Клиническая значимость: Низкий уровень BDNF связан с депрессией, когнитивным снижением и шизофренией.
Как устроен биосенсор
Разработка выполнена учёными Университета Сан-Паулу (USP) совместно с исследователями из Embrapa Instrumentação, подразделения Бразильской корпорации сельскохозяйственных исследований (Embrapa).
Биосенсор представляет собой гибкую полимерную ленту с тремя электродами, которые анализируют микрокаплю слюны, определяя концентрацию BDNF — белка, отвечающего за рост и выживание нейронов, а также за когнитивные функции, память и обучение.
Результаты измерений отображаются в реальном времени на экране смартфона через Bluetooth. По данным авторов, сенсор способен фиксировать концентрации белка до 1 × 10⁻²⁰ г/мл, что делает его одним из самых чувствительных устройств в мире.
«Наш сенсор охватывает очень широкий диапазон концентраций и позволяет точно оценить даже минимальные изменения уровня BDNF, что крайне важно для ранней диагностики психических расстройств», — объясняет Паулу Аугусту Раймунду Перейра (Paulo Augusto Raymundo Pereira) из Института физики Сан-Карлоса (IFSC-USP).
Почему это важно
По данным научных исследований, низкие уровни BDNF ассоциированы с депрессией, тревожными расстройствами и когнитивным снижением. Повышение концентрации белка обычно наблюдается у пациентов, получающих эффективное лечение антидепрессантами, что делает BDNF ценным биомаркером состояния психического здоровья.
Здоровые люди имеют уровень BDNF выше 20 нг/мл, тогда как у пациентов с депрессивным расстройством показатель часто не превышает 10–12 нг/мл.
По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), более 1 миллиарда человек во всём мире живут с психическими нарушениями, и их распространённость продолжает расти. В Бразилии количество случаев временной нетрудоспособности, связанных с депрессией и тревогой, увеличилось более чем на 130 % за последние два года.
Перспективы технологии
Учёные планируют получить патент на устройство и адаптировать его для клинического применения. Биосенсор может стать частью будущих программ персонализированной медицины, где терапия будет подстраиваться под индивидуальные биомаркеры пациента.
«Мы движемся к персонализированной психиатрии, где уровень BDNF позволит оценивать эффективность лечения и ранние признаки заболевания», — отмечает Перейра.
Авторы другого исследования утверждают, что учёными открыт новый биомаркер, который показывает вероятность восстановления нервных клеток — что подчёркивает значение молекулярных маркеров при оценке состояния психического и нервного здоровья.
Литература.
“Low-Cost, Disposable Biosensor for Detection of the Brain-Derived Neurotrophic Factor Biomarker in Noninvasively Collected Saliva toward Diagnosis of Mental Disorders” by Paulo Augusto Raymundo Pereira. ACS Polymers Au
