Tanken på att besöka läkarmottagningen med symtom på en sjukdom och gå därifrån med en vetenskapligt bekräftad diagnos är mycket närmare verkligheten på grund av ny teknik som utvecklats av forskare vid McMaster University.

Teknik, biokemi och medicinska forskare från hela campus har kombinerat sina kunskaper för att skapa ett handhållet snabbtest för bakterieinfektioner som kan ge exakta, tillförlitliga resultat på mindre än en timme, eliminerar behovet av att skicka prover till ett labb.

Deras proof-of-concept-forskning, publiceras idag i tidskriften Naturkemi , beskriver specifikt testets effektivitet för att diagnostisera urinvägsinfektioner från verkliga kliniska prover. Forskarna anpassar testet för att upptäcka andra former av bakterier och för snabb diagnos av virus, inklusive covid-19. De planerar också att testa dess viabilitet för att upptäcka markörer för cancer.

"Det kommer att innebära att patienter kan få bättre behandling, snabbare resultat och undvika allvarliga komplikationer. Det kan också undvika onödig användning av antibiotika, vilket är något som kan köpa oss tid i kampen mot antimikrobiell resistens, " säger Leyla Soleymani, tidningens medförfattare och en docent i teknisk fysik.

"Detta kommer att ge läkare vetenskapen att stödja vad de redan misstänker baserat på deras kompetens och erfarenhet, " säger medkorrespondent författare Yingfu Li, professor i biokemi och biomedicinska vetenskaper.

Den nya DNA-baserade tekniken använder en handhållen enhet som liknar en blodsockermätare. Ett mikrochip analyserar en droppe kroppsvätska som blod, urin eller saliv, med hjälp av molekyler som kan upptäcka den specifika proteinsignaturen för en infektion. Enheten, ungefär lika stor som ett USB-minne, ansluts till en smartphone, som visar resultatet.

Uppfinningen kombinerar elektrokemisk ingenjörsteknik utvecklad av Soleymani och hennes team med biokemisk teknologi utvecklad av Li och hans kollega Dingran Chang. De arbetade med infektionsläkaren Marek Smeija, en professor i medicin som gav prover från riktiga patienter, och med Todd Hoare, professor i kemiteknik.

"Som vetenskapsmän, vi vill möjliggöra saker, säger Li, "Vi är kunniga inom olika vetenskapliga och tekniska principer, och när du sätter ihop dem för att hjälpa människor, det är en speciell känsla. Att ha chansen att påverka samhället är anledningen till att vi alla gör det här arbetet."

Befintlig praxis kräver vanligtvis att prover skickas till laboratorier för att odlas, en process som kan ta dagar. Att ge omedelbara resultat till patienter kan minska smittspridningen, förbättra patienternas livskvalitet och förenkla arbetet för upptagna läkare.

Den nya tekniken kan skilja stammar av samma bakterier som kan behandlas med antibiotika från andra som är resistenta mot antibiotika, en kritisk distinktion som kan hjälpa till att bekämpa det växande problemet med antimikrobiell resistens, eller AMR.

"Kliniker identifierade testförseningar som ett problem som behövde lösas, " säger Soleymani, som innehar Canada Research Chair in Miniaturized Biomedical Devices. "Vi ville bygga ett system som kunde ge så mycket information som möjligt till läkaren under patientens första besök."

Forskarna är mitt uppe i att testa en anpassning av samma teknik för viruset som orsakar COVID-19, med hjälp av prover från en Hamilton-klinik.

"Den här tekniken är väldigt mångsidig och vi närmar oss att använda samma teknik för covid-19-tester, säger Li, som också är medlem i McMasters Michael Groote Institute for Infectious Disease Research.

Forskarna undersöker regulatoriska godkännanden och industripartnerskap för att få tekniken till bred användning så snabbt som möjligt, inte bara i Kanada, men runt om i världen, särskilt där tillgången till laboratorietester är begränsad eller obefintlig.

"Jag tror att den här tekniken är ett steg mot att demokratisera sjukdomsdiagnostik och hantering, " säger huvudförfattaren Richa Pandey, en postdoktorand i Soleymanis labb. "Det här är teknik som kan gå var som helst i världen där testning behövs."