Повышенная сенсуальность: новое устройство облегчит диагностику аллергиков
Российские ученые разработали сенсор, который измеряет концентрацию гистамина по слюне. Ранее это делали только по анализу крови. Процедура очень проста и не требует участия специалиста. С помощью прибора можно будет буквально за несколько минут определить, есть ли у человека аллергия на тот или иной возбудитель, а также диагностировать заболевания ЖКТ и другие патологии. По мнению медиков, разработка может быть очень полезна, если ученым удастся определить стандартные количества гистамина в биологической жидкости. А сделать это будет непросто, так как состав слюны зависит от множества факторов и постоянно изменяется.
200 сенсоров в час
Ученые Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ) создали простой в использовании сенсор, позволяющий определить концентрацию гистамина в организме человека по образцу слюны. Этот медиатор реакций организма участвует во многих физиологических процессах, поэтому его можно использовать для диагностики пациентов при аллергиях, заболеваниях желудочно-кишечного тракта, анафилактическом шоке и других патологиях. При этом тестирование может проводить сам больной без помощи специалиста.
— Мы не используем ферменты, которые обычно применяются для долгого хранения, при этом разработанные нами сенсоры могут храниться до шести месяцев. Главное преимущество такого способа мониторинга гистамина — его неинвазивность. Для проведения исследования необходим небольшой образец слюны, что позволяет проводить быстрый анализ практически в любых условиях, — рассказал автор исследования, заведующий кафедрой аналитической химии СПбГУ профессор Сергей Ермаков.
Гистамин — органическое соединение, медиатор аллергических реакций и регулятор многих физиологических процессов. Он регулирует кровообращение, кислотность желудочного сока, передачу нервных импульсов в ЦНС, синтез гормонов, тонус кишечника и многое другое. Его основная задача — высвобождать плазму из сосудистого русла, увеличивать отек и приток клеток крови к больной ткани. Это один из защитных механизмов иммунной системы, который часто вызывает проблемы.
По его словам, сенсор изготавливается на так называемых печатных электродах — измерительных устройствах, которые печатаются специальными чернилами на подложке-изоляторе. На поверхность такого электрода наносится капля раствора сульфата меди, затем высушивается и покрывается эмульсией полимера, после чего снова высушивается. Как отмечают химики СПбГУ, весь процесс занимает около получаса, причем за это время можно создать до 100 таких сенсоров.
По словам ученых, в их работе впервые аналитический сигнал в электрохимических сенсорах был основан на реакциях образования комплексных соединений, когда ионы металла взаимодействуют с электронами. Это позволяет проводить исследования быстро и с высокой точностью.
Пойти на провокацию
По мнению экспертов, разработка открывает новые возможности для медиков. Сейчас аллергены выявляются с помощью анализа антител в крови пациента. Однако это дорогостоящее и сложное исследования, которое требует использования специального оборудования и длительного времени. А с помощью устройства можно в течение нескольких минут узнать, есть ли у человека аллергическая реакция на тот или иной возбудитель.
— Таким сенсором можно сначала измерить уровень гистамина в слюне пациента, потом капнуть ему в рот гомеопатическую безопасную дозу возбудителя и снова измерить концентрацию гистамина и понять, вызывает ли проба аллергическую реакцию. Это называется «провокационный тест». Возможно такое использование устройства, — сказал аллерголог-иммунолог Владимир Болибок.
Такое применение нового сенсора оправданно и несомненно принесет пользу врачам, полагает научный сотрудник Института иммунологии и физиологии Уральского отделения РАН Михаил Болков. По его словам, чисто физиологически на аллергическую реакцию в организме достаточно нескольких минут, поэтому результат станет известен очень быстро.
— Провокационный тест может быть опасен, поэтому для него нужна наименьшая доза возбудителя и чувствительный сенсор, чтобы организм избежал стресса. Тест обычно проводят, когда нужен очень быстрый результат, например перед инъекциями или операцией, — сказал эксперт.
Теоретически сенсор можно использовать для контроля состояния пациентов с аллергией по концентрации гистамина, как это делается с количеством сахара у больных с диабетом, однако проблема в том, что медикам пока неизвестны референсные значения гистамина в слюне, поэтому для их поиска потребуются дальнейшие исследования, отметил он.
— Нужны экспериментальные исследования, чтобы выяснить, с какими процессами в организме соотносятся изменения в концентрации гистамина во рту. Для этого надо понимать патофизиологию разных состояний. Вероятно, практических применений у сенсора окажется очень много, — сказал Михаил Болков.
Получить подобный сенсор было бы интересно и полезно для аллергологов, однако проблема в том, что слюна всегда очень вариабельна и ее состояние зависит от многих факторов, отметил руководитель центра иммунологии и аллергологии Минздрава Московской области Андрей Продеус.
— Гистамин — очень коротко живущая молекула. Поэтому стандартизировать ее концентрацию в слюне сложно. У крови в этом смысле гораздо более постоянные параметры. Например, когда вам жарко, то слюны мало. Надо разговаривать с создателями сенсора, как добиться стандартизации его показателей, — сказал он.
По словам авторов проекта, в перспективе разработку также можно будет использовать в сельском хозяйстве, например для определения уреазной активности почвы — ее способности разлагать мочевину на углекислый газ и аммиак.