Enkla vikta ark av vaxat papper kan hjälpa till att få prisvärda, tillförlitliga fälttester för sjukdomar som malaria till avlägsna delar av utvecklingsvärlden, säger forskare.

I en ny artikel med titeln "Pappersbaserad mikrofluidik för att diagnostisera malaria i landsbygdsmiljöer med låga resurser, " publicerad i tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences , forskare från universitet i Skottland och Kina, arbetar tillsammans med hälsoministeriet i Uganda, beskriv för första gången hur vikt papper i origami-stil, förberedd med en skrivare och en värmeplatta, har hjälpt till att upptäcka malaria med 98 % känslighet hos infekterade deltagare från två grundskolor i Uganda.

Malaria är en av världens främsta orsaker till sjukdom och död, som påverkar mer än 219 miljoner människor i 90 länder runt om i världen, och dödade 435, 000 personer bara under 2017.

En viktig fråga för att stoppa och vända spridningen av sjukdomen är att diagnostisera den hos personer som är infekterade men som inte uppvisar några symtom, ett problem som endast kan lösas genom omfattande fälttester. Dock, nuvarande tester, som förlitar sig på en process som kallas polymeraskedjereaktion (PCR), kan endast utföras under laboratorieförhållanden, vilket gör dem olämpliga för användning på avlägsna platser.

Laget, ledd av forskare från University of Glasgow i samarbete med Shanghai Jiao Tong University och hälsoministeriet i Uganda, har utvecklat en ny metod för diagnostik. Den använder papper för att förbereda patientprover för en annan typ av detektionsprocess som kallas loop-medierad isotermisk amplifiering, eller LAMPA, som är mer bärbar och bättre lämpad för användning i fält.

Origamiplattformen använder en kommersiellt tillgänglig skrivare för att belägga papperet i mönster gjorda av vattenbeständigt vax, som sedan smälts på en kokplatta, binder vaxet till papperet.

Ett blodprov som tagits från en patient via fingerstick placeras i en kanal i vaxet, sedan viks papperet, styra provet in i en smal kanal och sedan tre små kammare som LAMP-maskinen använder för att testa provernas DNA för bevis på Plasmodium falciparum, den myggburna parasitarten som orsakar malaria. Testet kan genomföras på plats på mindre än 50 minuter.

Professor Jonathan Cooper vid University of Glasgows School of Engineering är tidningens huvudförfattare. Han sa:"Vi testade vårt tillvägagångssätt med volontärer från två grundskolor i Mayuge- och Apac-distrikten i Uganda. Vi tog prover från 67 skolbarn, under strikt etiskt godkännande, och körde diagnostiska tester på fältet med hjälp av optiska mikroskopitekniker, guldstandardmetoden i dessa låga resurser, ett kommersiellt snabbt diagnostiskt förfarande känt som ett lateralt flödestest och vår LAMP-metod. Vi utförde också PCR tillbaka i Glasgow, på prover som tagits i fält.

"Vår diagnostiska metod diagnostiserade malaria korrekt i 98 % av de infekterade proverna vi testade, markant känsligare än både mikroskopi och sidoflödestester, som levererade 86 % respektive 83 %.

"Det är ett mycket uppmuntrande resultat som tyder på att vår pappersbaserade LAMP-diagnostik kan hjälpa till att leverera bättre, snabbare, effektivare testning för malariainfektioner i områden som för närvarande är underbetjänade av tillgängliga diagnostiska tekniker."

Dr. Julien Reboud från University of Glasgows School of Engineering spelade en nyckelroll i utvecklingen av den nya diagnostiska tekniken.

Dr. Reboud sa:"Det här är utmanande miljöer för alla tester av den här typen, utan tillgång till den typ av kylning, specialutrustning och utbildning som mer traditionella diagnostiska procedurer kräver, så det är mycket uppmuntrande att de diagnostiska teknikerna vi har utvecklat har visat sig vara så känsliga och pålitliga.

"Med malariainfektioner ökar i 13 drabbade länder enligt en rapport från Världshälsoorganisationen som släpptes förra året, det är viktigt att nya former av diagnos når de människor som behöver dem, och vi är fast beslutna att utveckla vår strategi för pappersbaserad LAMP-diagnostik ytterligare efter denna uppmuntrande studie."