Повышенная сенсуальность: новое устройство облегчит диагностику аллергиков
Определить возбудитель реакции можно будет за несколько минут по слюне
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.
Справка «Известий»
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.
