Это медицинский прорыв, который начинается с длинной очереди.
Брайан Гримберг работал в клинике в Папуа-Новой Гвинее, с разочарованием наблюдая, как очередь людей, надеющихся пройти тестирование на малярию, протянулась за дверь. Прошло почти час, чтобы проанализировать кровь каждого человека. Понятно, что они не дойдут до всех.
Должен быть лучший путь, подумал он.
Это привело к разговорам с Робертом Брауном, который, как и Гримберг, является исследователем в Университете Case Western Reserve в Кливленде. Браун - профессор физики, а Гримберг - доцент кафедры международного здравоохранения в Медицинской школе Case Western, но в итоге они сотрудничали в исследовательском проекте, в результате которого было разработано устройство, способное революционизировать способ выявления и лечения малярии во всем мире.
«Мы испробовали много идей, - говорит Гримберг, - но последняя является самой дешевой и самой эффективной».
Несколько магнитов и лазер
То, что они и их команда - включая старшего исследователя Роберта Дайслера и дизайнера механиков Ричарда Бихари - изобрели, называют магнитооптическим детектором (MOD), и он объединяет магниты и лазерный свет, чтобы определить, менее чем за минуту, если капля крови содержит малярийных паразитов.
Гримберг знал, что зараженная кровь более магнитна, чем здоровая кровь. Поскольку паразиты потребляют эритроциты, они оставляют после себя побочный продукт под названием гемозоин, который содержит частицы железа. Может ли это быть ключом к тому, чтобы помочь ученым быстрее и точнее идентифицировать кровь с малярией?
Так он начал работать с Брауном, чье отделение много лет занимается исследованиями магнитных полей. Это было еще в 2009 году, и, как и во многих научных исследованиях, они опробовали ряд подходов, которые не оправдались. Затем они обнаружили недостающий компонент: лазерный луч.
Из-за железа в отходах паразитов исследователи могли использовать магниты, чтобы манипулировать крошечными кристаллами и вращать их. И когда они были выровнены определенным образом, кровь поглощала свет лазера, тогда как луч легко проходил через образец от здорового человека.
Команда продолжала совершенствовать свое изобретение и теперь имеет инструмент, который не только намного быстрее обнаруживает малярию, чем существующие методы, но также является портативным и очень дешевым - два важных качества, когда вы работаете в отдаленных деревнях. Каждый тест стоит всего около доллара, что примерно на 50 процентов меньше, чем при использовании микроскопа. Сам мод, не намного больше, чем обувная коробка, стоит около 500 долларов.
«Давным-давно мы пришли к выводу, что если мы создадим устройство, которое сможет обнаруживать все, но будет стоить 100 000 долларов, это будет в основном бесполезно», - отмечает Гримберг. «Если вы не можете переместить это и выйти и помочь людям, никто не собирается покупать это. Мы хотели, чтобы это было здорово, но это также должно быть реалистично ».
Все еще убийца
Хотя малярия больше не является основной угрозой общественному здравоохранению в большинстве развитых стран, она остается разрушительным заболеванием в целых 100 странах, где рискует половина населения мира. По данным Всемирной организации здравоохранения, она несет ответственность за более чем 400 000 смертей в год, в том числе много маленьких детей.
Гримберг считает, что основная причина, по которой заболевание остается настолько стойким, заключается в том, что основное внимание уделялось искоренению распространяющих его комаров, а не людей, которые заразились. Вредители не рождаются с паразитом. Они просто передают это от людей-носителей - многие, которые даже не знают, что они больны, - другим людям.
Он указывает на то, что всегда было намного легче идти за комарами, распыляя пестициды по полям и болотам или внутри домов, а не выявляя и обрабатывая все человеческие носители. Но насекомые в значительной степени приспособились и теперь имеют тенденцию оставаться вне распыленных домов, говорит он. Для Гримберга более эффективным подходом было бы тестирование целых сообществ.
«С разработанным нами устройством мы можем впервые поехать в деревни и обследовать всех и сказать людям:« У вас немного малярии, и мы хотим вылечить вас », - говорит Гримберг.« Мы бы ликвидировали этот резервуар болезни, чтобы у вас было столько комаров, сколько вы хотите, и они не смогут передавать малярию ».
Мод уже проходит испытания в полевых условиях в Кении и Перу, и начиная со следующего месяца он будет использоваться для проверки трех целых деревень в Кении. Все носители малярии будут идентифицированы и вылечены, а затем результаты будут сопоставлены с аналогичными деревнями, где устройство не используется.
Трудно сказать, когда устройство может широко использоваться для борьбы с малярией. Весной этого года был сделан большой шаг, когда Hemex Health, компания из Орегона, занимающаяся проблемами глобального здравоохранения, приобрела лицензию на технологию. Но предстоит еще много испытаний, и Гримберг знает, что ему придется сделать много демонстраций в полевых клиниках, чтобы убедить чиновников здравоохранения в их эффективности.
«Всегда существует определенное сопротивление новому подходу», - признает он. «Но скорость нашего устройства - это действительно ключ. Если вы хотите избавиться от малярии, вам нужно найти последнего зараженного человека. И это трудно сделать прямо сейчас ».
Их работа над MOD, однако, уже получила заметное общественное признание. Этой осенью они получили награду «Патенты за гуманность» от Бюро по патентам и товарным знакам США, а в ноябре были отмечены на церемонии в Белом доме. Команда подала заявку на патент на устройство.
Но два ведущих исследователя получают столько же удовольствия от того, насколько хорошо их долгое сотрудничество сработало. Гримберг отмечает, что знания Брауна и его знания в области магнитных полей позволили им изучить ряд различных идей, прежде чем у них была одна конкретная форма, достаточная для подачи заявки на грант. А Браун говорит, что проект MOD привел к исследованию новых применений магнитных кристаллов при других заболеваниях.
«Это была замечательная история о фундаментальных исследованиях в университете и их способности применять их ко многим вещам», - говорит он. «Замечательно, что мы сидим здесь и работаем над базовыми вещами, и время от времени их можно применять для решения больших проблем в обществе. Это прекрасная вещь для нас ».
