Team udvikler bærbar sensor til at hjælpe dem med inflammatorisk tarmsygdom

University of Texas i Dallas forskere har designet en bærbar enhed, der overvåger sved for biomarkører, der kunne signalere flare-ups af inflammatorisk tarmsygdom (IBD).

Et team af bioingeniører demonstrerede armbåndsur-lignende enhed i en proof-of-concept undersøgelse finansieret af Crohns & Colitis Foundation og offentliggjort online 28 juli og i oktober trykte udgave af fondens tidsskrift, Inflammatoriske tarmsygdomme.

En sensor i enheden registrerer og kvantificerer tilstedeværelsen af to vigtige biomarkører forbundet med inflammatorisk tarmsygdom: interleukin-1β og C-reaktivt protein (CRP). Undersøgelsen er den første til at fastslå, at CRP er til stede i menneskers sved og den første til at vise, at de to biomarkører kan påvises i sved.

Dr. Shalini Prasad, afdelingsleder og professor i bioengineering i Erik Jonsson School of Engineering and Computer Science og undersøgelsens hovedinvestigator, sagde, at teknologien kunne give en advarsel, men ikke en diagnose af inflammatorisk tarmsygdom. Det endelige mål med arbejdet er at udvikle en enhed til at hjælpe patienter med at få mere kontrol over IBD, hvilket kan være uforudsigeligt.

“Det er ligesom check-motor lys i en bil,” sagde Prasad, Cecil H. og Ida Green professor i Systems Biology Science. “Advarselssignalet betyder ikke, at en patient har en opblussen, men det kan give personen mulighed for at gribe ind tidligere, når symptomerne kan være mere lydhøre over for behandling. Enheden kan også hjælpe lægerne med at forstå hurtigere, om en behandling virker.”

Forskerne overvågede niveauet af de to biomarkører i 20 raske frivillige for at vise, at biomarkørerne kunne spores, og for at etablere niveauet af biomarkører hos mennesker uden IBD.

Forskerne brugte, hvad der kaldes passiv sved, hvilket betyder, at bæreren ikke behøvede at engagere sig i fysisk aktivitet eller har deres sved kirtler udtrykt til at generere en prøve. Sveden opsamles på en aftagelig strimmel, der er indbygget i håndleddet, og som skal skiftes dagligt. At enheden indsamler passiv sved er vigtigt, fordi folk med IBD kan være i stand til at udøve på niveauer er nødvendige for at generere aktiv sved, Prasad sagde.

Prototypen vil blive testet på patienter frivillige i en anden fase af forskningen, også finansieret af fonden, og skal gennemgå yderligere test, før det kan blive tilgængeligt for patienterne.

Enheden har potentiale til at spore andre sygdomme og tilstande præget af en inflammatorisk reaktion. Prasad’s team er ved at undersøge, om det kunne advare folk til stigninger i cytokiner, som er proteiner frigivet af immunsystemet i de tidlige stadier af en virusinfektion, såsom COVID-19.

Prasad’s team tidligere udviklet en biosensor, der analyserer sved til at opdage niveauer af visse kemikalier, såsom glukose og kortisol, der kunne indikere diabetes. I 2014 var hun medstifter af en virksomhed kaldet EnLiSense i Allen, Texas, for at udvikle livsstilsbaserede sensorer og enheder. Baseret på Prasad’s succesfulde arbejde på glukose tracker, Crohns & Colitis Foundation indgået et samarbejde med hende om at anvende konceptet til at udvikle en noninvasive monitor for IBD, sagde Dr. Gerard Honig, associate director of research innovation for fonden.

“Vi har set ekstraordinære revolutioner på en række områder, såsom bioengineering, og dramatiske begivenheder i forbindelse med medicinsk udstyr, og vi har ikke nødvendigvis set disse ideer anvendes til IBD,” Honig sagde.

IBD, som påvirker millioner af mennesker i USA, er karakteriseret ved kronisk eller tilbagevendende immunrespons, hvori cellerne foring tarmene angribes, når kroppen fejl mad, bakterier og andre materialer til fremmede stoffer, forårsager betændelse. Symptomerne omfatter træthed og mavesmerter, med diarré hos patienter med Crohns sygdom og afføring haster i dem med colitis ulcerosa.

I øjeblikket, læger måle tarmbetændelse gennem endoskopi, som indebærer indsættelse af en lang, tynd slange ind i kroppen for at se indre organer eller væv. Proceduren er for invasiv til at være muligt for hyppig overvågning af sygdommen, hvilket skaber udfordringer i at rekruttere patienter til kliniske lægemiddelforsøg, Honig sagde.

“En bærbar mikrosensor enhed ville have potentiale til at sætte patienterne til at være aktivt engageret i at overvåge deres sygdom og styre det,” Honig sagde. “Det ville i høj grad lette klinisk forskning og potentielt kunne bruges på lang sigt for at lette proaktiv forvaltning, hvor du har et mål biomarkør niveau, du forsøger at opnå over en vis periode, og du optimere pleje for at komme dertil.”

 

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *