Mikrofluidik – ny parasitdiagnostik för häst

Senast ändrad: 22 mars 2021
Diagnosverktyg för studier av bland annat tarmfloran hos häst, foto.

Dagens hästhållning med många hästar på relativt liten yta ökar risken för smitta av parasiter, parallellt med att parasiterna utvecklar resistens mot avmaskningsmedel. Diagnostiken är tidskrävande och gammal och nya metoder behövs för att begränsa parasitbördan och påverka hästens välbefinnande positivt. SLU-forskare utvecklar tillsammans med Lunds tekniska högskola ett nytt diagnostikverktyg som kan genomföras på plats av djurägarna med en tidsåtgång på mindre än en timme.

Bakgrund

Hästens parasiter har utvecklat resistens mot avmaskningsmedel, vilket är ett växande hot mot hästars hälsa. I likhet med antibiotika måste avmaskningsmedel användas restriktivt för att förbli verksamma. Sedan 2007 rekommenderas därför selektiv avmaskning av hästar, vilket i praktiken innebär att alla hästar diagnosticeras och endast de individer som utskiljer en viss mängd parasitägg avmaskas. Ett aktuellt problem är att infektioner med stor blodmask har ökat och att den ökningen tycks ha börjat efter att selektiv behandling infördes. Det är därför viktigt att hästägare väljer rätt parasitdiagnostik för att kunna genomföra rätt behandling.

Dagen parasitdiagnostik använder sig av silning och centrifugeringssteg for att separera ut parasitägg från träck. Metoden är tidskrävande. Bortsett från resistens- och hälsoperspektivet, så är det är heller inte kostnadseffektivt att använda obefogad behandling på hela besättningar, i stället för att utföra enkel diagnostik. SLU och LTH utvecklar tillsammans ett nytt diagnostikverktyg för parasitinfektion hos häst i samarbete. Den nya metoden bygger på avancerad mikrofluidik kombinerad med mobiltelefonens kamera. Diagnostiken ska kunna genomföras på plats av djurägarna med en tidsåtgång på mindre än en timme.

Resultat

Målet med detta pilotprojekt var att undersöka om mikrofluidikteknik kunde användas för diagnostisering av parasitsjukdom hos hästar. Målet på längre sikt är att denna teknik ska ge en känsligare och mer selektiv diagnos än nuvarande metoder för parasitdiagnostik.

Svårigheten med träckprover är att de är väldigt komplexa och därför krävs flera separeringssteg i denna process. Förenklat kan processen beskrivas med dessa exempelsteg:

  1. Växtdelar av större storlek än parasitäggen tas bort. Parasitäggen koncentreras upp.
  2. Sortering och insamling av parasitägg.
  3. Identifiering och räkning och/eller separering av ägg.

Vi har börjat med steg 1, där partiklar sorteras med avseende på storlek med hjälp av Deterministic Lateral Displacement (DLD). Mikrofluidiken kommer att kunna kombineras med integrerad mikroskopi, baserad på den kamera som finns i de flesta mobiltelefoner. För användaren kommer det vara enkelt. Målbilden är att man tar ett träckprov och placerar det på anordningen och tillsätter saltlösning. Lösningen pumpas sedan in i mikrofluidiken och analyseras via en tillsats som kan kopplas på mobiltelefonen som läser av resultatet.

- På detta sätt hoppas vi skapa ett system som är enklare att använda och billigare än traditionella metoder och som därigenom kan hjälpa till att minska blodmaskens utbredning, berättar Eva Tydén, forskare vid SLU och Jonas Tegenfeldt vid LTH.

Vi tror också att den nya parasitdiagnostiken med mikrofluidikteknik kommer att vara både billigare och lättare att använda.

Studiens mervärde

- Anslaget har framförallt givit oss möjlighet att påbörja ett tvärvetenskapligt projekt och etablera ett samarbete mellan Lund och SLU, säger Eva Tydén.

Pilotstudien möjliggjorde att vi kunde presentera preliminära data som visar hur den nya diagnostiken kan fungera, vilket har resulterat i ett 3-årigt forskningsanslag från Stiftelsen hästforskning ("Diagnosis of parasitic diseases in horses using microfluidics and cell-phone based microscopy").

Resultat från studien presenterades även på en internationell konferens i oktober 2019.

Fortsatta studier

Fortsatt arbete pågår genom ett gemensamt 3-årigt doktorandprojekt på Lunds universitet som påbörjades 2020.  

Medverkande i projektet:

  • Eva Tydén från institutionen för biomedicin och veterinär folkhälsovetenskap (Fakulteten för veterinärmedicin och husdjursvetenskap, SLU).
  • Jonas Tegenfeldt från institutionen för fysik, LTH.
  • Jason Beech från från institutionen för fysik, LTH.

 

Fakta:

Analysmetod

Principskiss för separation av ägg från träck. Illustration.
Figur 1: Principskiss för separation av ägg från träck. (A) Flödesbaserad dekomplexering av träck. (B) DLD baserad på sedimentering för sortering i olika typer av ägg. (C) Spolmaskägg egg (D) Blodmaskägg.

 

Experimentell skiss på den sedimenteringsdrivna DLD-anordningen för partikelsortering. Illustration.
Figur 2: Experimentell skiss på den sedimenteringsdrivna DLD-anordningen för partikelsortering.

Finansiering

Projektet, som påbörjades 2018 och pågick ett år, finansierades av SLU Future One Health (då Framtidens djur, natur och hälsa), som stöder framtidsinriktad tvärvetenskaplig forskning inom One Health - god hälsa och välfärd för människor och djur i hållbara ekosystem.

Läs mer om SLU Future One Health, aktuella forskningsprojekt och kommande utlysningar.

 


Kontaktinformation

Eva Tyden, Forskare
Institutionen för biomedicin och veterinär folkhälsovetenskap (BVF), Enheten för parasitologi
eva.tyden@slu.se, +4618671208