Mikrofluidik – ny parasitdiagnostik för häst

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.

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

Medverkande i projektet:

• Eva Tydén, SLU
• Jonas Tegenfeldt, LTH.
• Jason Beech, LTH.

Analysmetod

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.

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, som stöder framtidsinriktad tvärvetenskaplig forskning inom One Health - god hälsa och välfärd för människor och djur i hållbara ekosystem.