Прибор под названием ABLE (Airborne Biomarker Localization Engine), созданный специалистами из Университета Чикаго, способен улавливать биомаркеры в выдыхаемом воздухе, буквально делая процесс диагностики легким, как дыхание. Вместо традиционных анализов крови, мочи или слюны, которые могут быть неудобными или вызывать стресс у пациента, ABLE предлагает неинвазивную альтернативу — анализ выдыхаемых летучих органических соединений (VOC), состав которых тесно связан с различными заболеваниями.
В основе технологии лежит технология конденсации молекул, которые содержатся в воздухе, в капли жидкости. При помощи насоса воздух втягивается внутрь устройства, смешивается с водяным паром, затем охлаждается, и молекулы оседают в виде капель на поверхности с микроскопическими кремниевыми шипами. Полученный конденсат — за 10 минут его набирается около 1 миллилитра — собирается в резервуар и может быть проанализирован с помощью уже существующих диагностических тестов, включая тест-полоски, как для измерения уровня глюкозы.
Устройство размером всего 10 на 20 сантиметров оказалось очень дешевым — его стоимость составляет менее 200 долларов, что делает разработку крайне доступной не только для медицинских учреждений, но и для потенциального использования дома. Исследования уже подтвердили, что ABLE способен обнаруживать глюкозу в выдыхаемом воздухе, причем ее концентрация сопоставима с уровнем сахара в крови. Также устройство успешно выявило различия в уровнях гликосфинголипидов — молекул, которые регулируют процессы воспаления, — в опытах на лабораторных животных.
Но возможности ABLE выходят далеко за рамки медицинской диагностики. Ученые обнаружили, что новый прибор может выявлять внешние загрязнители, например, пыльцу или бактерии вроде кишечной палочки, которые, как известно, попадают в воздух во время смывания в туалете. Это открывает перспективы для использования новой технологии для мониторинга качества воздуха, в том числе, для выявления в нем потенциально опасных веществ.
Тем не менее, остается нерешенной главная проблема: несмотря на наличие обширной базы VOC, в которую ученые уже включили 327 соединений, так или иначе связанных с различными заболеваниями, в том числе, с астмой, диабетом и раком легких, на сегодняшний день пока что нет точных данных о соответствии конкретных летучих соединений и конкретных болезней. Для полноценного применения технологии в клинической практике необходимы дальнейшие исследования и четкая валидация биомаркеров.
Сейчас команда ученых работает с врачами, которые специализируются на воспалительных заболеваниях кишечника, чтобы найти специфические маркеры такого воспаления в дыхании. Также ведется работа над миниатюризацией ABLE, с целью создания носимого варианта устройства. Более широкое внедрение такого тестера в медицинские учреждения откроет путь к новым исследованиям и, возможно, к полному пересмотру подходов к ранней диагностике болезней. Возможно, уже совсем скоро обычный выдох сможет стать первым шагом к своевременному лечению.
Ранее ученые создали крошечный пластырь, который может заменить биопсию и совершить революцию в диагностике рака.
