Milijonams žmonių, gyvenančių su diabetu, kasdienė gliukozės kontrolė yra nuolatinis ritualas, lydimas adatų, dūrių ir diskomforto. Nors šiuolaikiniai jutikliai jau leidžia stebėti cukraus kiekį kraujyje realiu laiku, jie vis dar remiasi adatomis ar vielutėmis po oda. Todėl vizija apie tikslų, beadatį, visiškai neinvazinį gliukozės matavimą ilgą laiką skambėjo kaip graži, bet neįgyvendinama svajonė. Tačiau Masačusetso technologijos institutas Massachusetts Institute of Technology pateikė įrodymą, kad ši svajonė tampa moksliniais faktais. Naujas infraraudonosios šviesos ir Ramano efekto pritaikymas gali visiškai pakeisti, kaip matuojamas cukraus kiekis kraujyje.
Senas fizikos dėsnis naujoje medicinos revoliucijoje
Ramano efektas – daugiau nei prieš 90 metų atrasta šviesos sąveika su molekulėmis – teorijoje puikiai tinka cheminei analizei. Tačiau gliukozės molekulės signalas gyvame audinyje yra toks silpnas, kad jį nuslopina kitų junginių triukšmas. Iki šiol optinės technologijos šio iššūkio nepajėgė įveikti. MIT tyrėjai susidūrė su ta pačia problema, tačiau rado genialiai paprastą sprendimą – apšvietimo ir signalo rinkimo kampus pakeitė taip, kad audinių triukšmas sumažėjo. Ir tada – pasirodė aiškus, švarus gliukozės pėdsakas. Tai buvo pirmasis kartas, kai Ramano metodas leido stabiliai ir patikimai aptikti cukraus pokyčius per odą, be adatų ir be implantuojamų sensorių.
Kitas proveržis – technologijos supaprastinimas. Vietoje tūkstančio spektrinių juostų MIT pasirinko vos tris: vieną gliukozei ir dvi orientyrui. Šis sumažinimas leido sukurti tikslesnius jutiklius, mažiau optinių komponentų ir pigesnę elektroniką. Galutinis rezultatas – prietaisas, mažesnis už standartinį buitinių įrenginių komplektą, maždaug batų dėžės dydžio, tačiau jau dabar demonstruojantis tai, ko nepavyko pasiekti per ištisus dešimtmečius.
Pirmieji klinikiniai bandymai: rezultatai priverčia suklusti
Pirmasis realus testas buvo paprastas, bet lemiamas. Tyrime dalyvavo sveikas savanoris, kurio gliukozė buvo stebima keturias valandas, kas penkias minutes, dviem dozuotais cukraus pakilimais. Vienas matavimas truko apie pusę minutės. Vos batų dėžės dydžio prototipas sekė gliukozės kreivę taip tiksliai, jog jo duomenys sutapo su dviejų rinkoje esančių realaus laiko matuoklių – tų, kurie įsmeigiami po oda – rodmenimis.
Dar įspūdingiau tai, kad signalo stabilumas išliko net tada, kai natūralūs kūno pokyčiai – kraujotakos svyravimai ar odos įtempimo pokyčiai – turėjo trikdyti optiką. Ramano analizė šiuos trikdžius atlaikė puikiai, parodydama, kad neinvazinis metodas gali būti ne tik įmanomas, bet ir praktiškas.
Nuo batų dėžės iki laikrodžio: ne mokslinė fantastika, o planas 2026-iesiems m.
Greičiausiai nuspėjama dalis – miniatiūrizacija. Kartu su biotechnologijų įmone Apollon Inc. tyrėjai sukūrė antrą versiją – išmaniojo telefono dydžio prototipą. Jis jau testuojamas su sveikais savanoriais ir žmonėmis, turinčiais prediabeto požymių.
Tam tikros gairės jau pateiktos viešai:
- 2026 m. – pristatomas laikrodžio tipo modelis be adatų, be sensorių, be dūrių.
- Planai atlikti klinikinį tyrimą ligoninėje, įtraukiant žmones su įvairiomis diabeto formomis.
- Valiacija ekstremalių glikemijos svyravimų metu, kad prietaisas „nepasišautų“ klaidingais saugiais arba pavojingais rezultatais.
- Testai su skirtingais odos atspalviais, nes infraraudonoji šviesa kitaip prasiskverbia per skirtingus fototipus – ir ši diskriminacijos rizika turi būti eliminuota visiškai.
Tyrėjai neslepia: jei įrenginys veiks vienodai gerai tiek šviesiaodžiams, tiek tamsiaodžiams pacientams, jis taps viena pirmųjų realiai universalių neinvazinių technologijų medicinoje. Jei ne – rizika ne tik mokslinė, bet ir reputacinė. Įsivaizduokite skandalą, jei prietaisas suklaidintų dėl odos tono ir pacientas dėl to patektų į komą. Todėl jautrumas ir tikslumas šiuo atveju yra ne tik techniniai, bet ir etiniai.
Technologija stojasi ant kojų, bet euforiją reikia valdyti atsargiai
Visgi euforija turi ribas. Glikemijos matuoklis be adatų turi išlikti tikslus ne tik laboratorijoje, bet ir realiame gyvenime. Prietaisas turi veikti įvairiose temperatūrose, turėti mažą energijos suvartojimą, filtruoti triukšmą judant, prakaituojant ar keičiantis aplinkai. Nors metodas remiasi gerai žinomu Ramano efektu, realiame pasaulyje net menkiausi pokyčiai gali suklaidinti optinę analizę.
Todėl mokslininkai atviri: gali prireikti daugelio metų, kol tokia technologija taps prieinama masinei rinkai. Galbūt net dešimtmečio. O per tą laiką gali atsirasti paprastesnių, pigesnių konkurentų. Nors dabartinis prototipas veikia, jis dar neparuoštas kasdieniam naudojimui – ypač milijonams žmonių, kuriems būtinas absoliutus tikslumas.
Kodėl šis proveržis toks svarbus visai žmonijai?
Prognozės negailestingos: Nacionalinio biotechnologijos informacijos centro National Center for Biotechnology Information duomenimis, 2021 m. diabetu sirgo apie 537 mln. suaugusiųjų, 2030 m. jų bus apie 643 mln., o iki 2045 m. skaičius gali priartėti prie 800 mln. Tai reiškia ne tik didžiulį gydymo poreikį, bet ir milžiniškas finansines sistemas slegiančias išlaidas.
Neinvazinis, paprastas ir patikimas gliukozės matavimas kardinaliai pakeistų šią situaciją:
- žmonės tikrintųsi dažniau,
- duomenys būtų tikslesni,
- komplikacijų prevencija pagerėtų,
- sveikatos sistemos sutaupytų milijardus.
Ir viskas – be adatų, be dūrių ir be kasdienio skausmo.
