Det er en medisinsk gjennombruddshistorie som begynner med en lang rekke.
Brian Grimberg jobbet på en klinikk i Papua Ny-Guinea og så frustrert på seg mens køen til mennesker i håp om å bli testet for malaria strakte ut døra. Det tok nesten en time å analysere hver persons blod. Det er klart de ikke ville komme til alle.
Det måtte være en bedre måte, tenkte han.
Det førte til samtaler med Robert Brown, som i likhet med Grimberg er forsker ved Case Western Reserve University i Cleveland. Brown er fysikkprofessor der, mens Grimberg er adjunkt i internasjonal helse ved Case Western's School of Medicine, men de endte opp med å samarbeide om et forskningsprosjekt som resulterte i et apparat som kunne revolusjonere hvordan malaria oppdages og behandles over hele verden.
"Vi prøvde mange ideer, " sier Grimberg, "men den siste er både den billigste og den mest effektive."
Noen få magneter og en laser
Det de og teamet deres - inkludert seniorforsker Robert Deissler og mekanisk designer Richard Bihary - oppfant kalles en Magneto-Optical Detector (MOD), og den kombinerer magneter og laserlys for å på kort tid bestemme om en dråpe blod inneholder malariaparasitter.
Grimberg visste at infisert blod er mer magnetisk enn sunt blod. Når parasittene konsumerer røde blodlegemer, etterlater de seg et biprodukt kalt hemozoin som inneholder jernpartikler. Kan det, undret han, være nøkkelen til å hjelpe forskere raskt og mer nøyaktig med å identifisere blod med malaria?
Så han begynte å jobbe med Brown, hvis avdeling har forsket på magnetfelt i mange år. Det var tilbake i 2009, og som med mye vitenskapelig forskning testet de en rekke tilnærminger som ikke gikk ut. Deretter oppdaget de den manglende komponenten: laserlys.
På grunn av jernet i parasittenes avfall, kunne forskerne bruke magneter for å manipulere de ørsmå krystallene og rotere dem. Og da de ble justert på en bestemt måte, absorberte blodet en laserlys, mens strålen lett passerte gjennom en prøve fra en sunn person.
Teamet fortsatte å avgrense oppfinnelsen og har nå et instrument som ikke bare er mye raskere med å oppdage malaria enn eksisterende metoder, men det er også bærbart og veldig billig - to avgjørende egenskaper når du jobber i avsidesliggende landsbyer. Hver test koster bare en dollar, som er omtrent 50 prosent mindre enn de som er avhengige av et mikroskop. MOD-en, ikke mye større enn en skoeske, koster omtrent $ 500 å tjene.
"For lenge siden kom vi fram til at hvis vi lager et apparat som kunne oppdage alt, men som koster $ 100 000, var det i utgangspunktet ubrukelig, " konstaterer Grimberg. “Hvis du ikke kan flytte den rundt og gå ut og hjelpe folk, er det ingen som kommer til å kjøpe det. Vi ønsket at det skulle være flott, men det måtte også være realistisk. ”
Fortsatt en morder
Mens malaria ikke lenger er en stor trussel mot folkehelsen i de fleste utviklede land, er det fortsatt en ødeleggende sykdom i så mange som 100 land, med halvparten av verdens befolkning i fare. Ifølge Verdens helseorganisasjon er den ansvarlig for mer enn 400 000 dødsfall i året, inkludert mange små barn.
Grimberg mener en stor grunn til at sykdommen fortsatt er så vedvarende, er at fokuset har vært på å utrydde mygg som sprer den, snarere enn på mennesker som har blitt smittet. Skadedyrene er ikke født med parasitten. De overfører det ganske enkelt fra menneskelige bærere - mange som ikke engang vet at de er syke - til andre mennesker.
Han påpeker at det alltid har vært mye lettere å følge myggen ved å spraye sprøytemidler over åkrer og sumper eller inne i hus, i stedet for å identifisere og behandle alle menneskelige bærere. Men insektene har stort sett tilpasset seg og har nå en tendens til å holde seg utenfor sprøytehus, sier han. For Grimberg ville en mer effektiv tilnærming være å teste hele samfunn.
"Med enheten vi har utviklet, kan vi for første gang gå inn i landsbyer og se på alle og kunne fortelle folk: 'Du har litt malaria og vi vil få deg behandlet, ' sier Grimberg." Vi vil eliminere det reservoaret av sykdommen, slik at du kan ha så mange mygg som du vil, og de ikke vil kunne overføre malaria. ”
MOD testes allerede i felt i Kenya og Peru, og begynnelsen av neste måned vil den bli brukt til å screene tre hele landsbyer i Kenya. Alle malariabærere vil bli identifisert og behandlet, og resultatene vil deretter bli sammenlignet med lignende landsbyer der enheten ikke brukes.
Det er vanskelig å si når enheten kan brukes mye for å bekjempe malaria. Et stort skritt ble tatt i fjor vår da Hemex Health, et Oregon-firma med fokus på globale helsespørsmål, kjøpte lisensen for teknologien. Men det er fortsatt mye testing som skal gjøres, og Grimberg vet at han vil måtte gjøre mye demonstrasjoner i feltklinikker for å overbevise helsepersonell om dens effektivitet.
"Det er alltid litt motstand mot en ny tilnærming, " erkjenner han. “Men hastigheten på enheten vår er virkelig nøkkelen. Hvis du vil eliminere malaria, må du kunne finne den sist smittede personen. Og det er vanskelig å gjøre akkurat nå. ”
Deres arbeid med MOD har imidlertid allerede oppnådd en betydelig offentlig anerkjennelse. I høst mottok de en Patents for Humanity Award fra US Patent and Trademark Office, og ble i november hedret ved en seremoni i Det hvite hus. Teamet har søkt om patent på enheten.
Men de to hovedforskerne tar like stor tilfredshet med hvor godt deres lange samarbeid har fungert. Grimberg påpeker at Browns kunnskap og bakgrunn med magnetiske felt gjorde det mulig for dem å utforske en rekke forskjellige ideer før de hadde en konkret nok til å søke om tilskudd. Og Brown sier at MOD-prosjektet har ført til forskning på nye anvendelser av magnetiske krystaller ved andre sykdommer.
"Det har vært en fantastisk historie om grunnleggende forskning på et universitet og dens evne til å bruke den på mange ting, " sier han. - Det som er flott er at vi sitter her og jobber med grunnleggende ting, og fra tid til annen kan de brukes til å løse store problemer i samfunnet. Det er en fantastisk ting for oss. ”
