3 miesiące temu

Biosensory przyszłością podawania leków?

Naukowiec z uniwersytetu Stanforda prezentuje używany w doświadczeniu biosensor. Urządzenie jest wielkości palca wskazującego. Wygląda jak szklana, przezroczysta płytka o prostokątnym kształcie z kilkoma elektorami przechodzącymi przez nią.

Biosensor używany przez naukowców z uniwersytetu w Stanford. Źródło: Soh Lab

Oczywiste jest stwierdzenie, że każdy organizm jest inny i każdy może inaczej reagować na taką samą dawkę danej substancji. Dlatego, gdy chodzi o ratowanie ludzkiego życia lub zdrowia, niezbędna jest ścisła kontrola dawek podawanych leków.

Niestety na chwilę obecną brakuje wystarczająco dobrej metody kontrolowanego dozowania medykamentów. Lekarz, przepisując lek, bierze pod uwagę wiele różnych czynników takich jak wiek, płeć, masa ciała czy inne środki lecznicze, jakie pacjent zażywa. Nie ma w tym nic dziwnego, wszystkie te czynniki wpływają na to, jak ciało zareaguje na daną substancję oraz jak długo będzie ją rozkładać.

Ile leku w tym człowieku

Problem pojawia się wtedy, gdy chcemy sprawdzić, jak zmienił się poziom zawartości podanego farmaceutyku w organizmie. W tym celu zazwyczaj wykonuje się badanie krwi, na którego wyniki czeka się kilka godzin, czyli dosyć długo. Sytuację tę zmienić może stworzona przez uczonych z Uniwersytetu Stanforda nowa technologia z użyciem biosensorów.  Niedawno opublikowane przez nich wyniki badań na zwierzętach są bardzo obiecujące.

Celem badaczy było stworzenie metody podawania leków i jednoczesnego kontrolowania ich poziomu we krwi w czasie rzeczywistym. Skonstruowany przez nich system składał się trzech elementów: pompy dozującej lek, biosensora, oraz komputera. Pierwszy z nich podawał substancję, drugi precyzyjnie monitorował jej ilość we krwi, na podstawie czego wysyłał sygnały do ostatniego. Komputer wykonywał ciągłe obliczenia, automatycznie kontrolując pompę.

Dotychczasowe eksperymenty na zwierzętach (szczurach i królikach) zakończyły się sukcesem. Naukowcom udało się utrzymać stałą dawkę podawanego leku przeciwnowotworowego w organizmach niezależnie od różnic, jakie je dzieliły. Aby skomplikować sytuację, do obiegu wprowadzili jeszcze drugi farmaceutyk w celu sprawdzenia wpływu ewentualnej interakcji między nimi na efektywność ich systemu. Ponownie jednak udało im się uzyskać stabilną dawkę.

Schemat ilustrujący działanie pętli monitorowania i podawania leków. Komputer wysyła polecenia do pompy dozującej lek, która wprowadza go do ciała królika. Poziom medykamentu w jego krwi mierzony jest przez biosensor, który wysyła informacje do komputera. Na podstawie otrzymanych danych, komputer wykonuje obliczenia czy i ile leku należy jeszcze podać. Otrzymane wyniki przesyła do pompy. W ten sposób cykl się zamyka

Pętla monitorowania i podawania leków.

Przełom w leczeniu?

Wydaje się zatem, że nie ma żadnych przeszkód, aby za jakiś czas spróbować zastosować tę metodę u ludzi.  Jeśli działała na szczurach i królikach, to prawdopodobnie zadziała też i na nas. Aktualnie badacze skupiają się także na miniaturyzacji urządzenia oraz co najważniejsze dostosowywaniu biosensorów do identyfikowania różnych leków.

O ile podawanie w ten sposób aspiryny czy ibuprofenu na chwilę obecną nie wydaje się konieczne, o tyle dla pacjentów chorych na cukrzycę lub raka technologia ta może być przełomowa.
Są to bowiem choroby gdzie stała i precyzyjna kontrola dawki leku w organizmie jest kluczowa. I kto wie? Być może za kilka lat przyjmie się jako stały element leczenia.