Μικροβιολογικό εργαστήριο σε μέγεθος κινητού τηλεφώνου αναλύει την αναπνοή αντί για το αίμα

Ερευνητές του Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Ζυρίχης (ETH) ανέπτυξαν μια φορητή συσκευή που ανιχνεύει με μεγάλη ακρίβεια την ακετόνη στην αναπνοή, έναν βασικό δείκτη του μεταβολισμού του λίπους.

Η νέα τεχνολογία προσφέρει αποτελέσματα σχεδόν ισοδύναμα με εκείνα ενός φασματομέτρου μάζας του εργαστηριακού «χρυσού προτύπου» ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί εύκολα από οποιονδήποτε χωρίς αιμοληψία.

Η συσκευή θυμίζει τις συσκευές μέτρησης των επιπέδων αλκοόλ που χρησιμοποιεί η τροχαία και λειτουργεί σε συνδυασμό με εφαρμογή για smartphone. Έτσι οι χρήστες μπορούν να παρακολουθούν πότε ο οργανισμός τους αρχίζει να καίει λίπος κατά τη διάρκεια δίαιτας ή άσκησης χωρίς να απαιτείται ιατρική επίβλεψη ή εξετάσεις αίματος.

Η ακετόνη αποκαλύπτει πότε καίγεται το λίπος

Η ακετόνη είναι ένα παραπροϊόν του μεταβολισμού του λίπους και αποβάλλεται μέσω της αναπνοής. Παράγεται όταν ο οργανισμός χρησιμοποιεί το λίπος ως κύρια πηγή ενέργειας αντί για υδατάνθρακες όπως η γλυκόζη. Σύμφωνα με τον καθηγητή Αντρέας Γκίντνερ, επικεφαλής του Εργαστηρίου Μοριακής Ανίχνευσης στο ETH δεν υπάρχει μία δίαιτα που να λειτουργεί το ίδιο για όλους.

«Δεν υπάρχει ένας γενικός κανόνας που να ταιριάζει σε όλους. Ιδανικά, κάθε άνθρωπος θα πρέπει να μπορεί να παρακολουθεί ο ίδιος πώς ανταποκρίνεται ο μεταβολισμός του» εξηγεί. Ο ίδιος τονίζει ότι απαιτούνται εύχρηστες και αξιόπιστες μέθοδοι αυτοπαρακολούθησης, αντίστοιχες με τα γλυκομετρητές που χρησιμοποιούν καθημερινά οι διαβητικοί.

Ακρίβεια συγκρίσιμη με εργαστηριακές εξετάσεις

Η συσκευή αναπτύχθηκε σε συνεργασία με τη νεοφυή εταιρεία Alivion, που δημιουργήθηκε ως τεχνοβλαστός του ETH και δοκιμάστηκε από κοινού με το Πανεπιστημιακό Νοσοκομείο της Ζυρίχης. Στη μελέτη συμμετείχαν 12 ενήλικες και πραγματοποιήθηκαν συνολικά 312 μετρήσεις της αναπνοής. Τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν τόσο με εξετάσεις αίματος όσο και με μετρήσεις φασματομέτρου μάζας.

Οι συμμετέχοντες εξετάστηκαν σε διαφορετικές μεταβολικές καταστάσεις όπως μετά από ήπια και έντονη σωματική άσκηση ή κατά τη διάρκεια διαφορετικών διατροφικών προγραμμάτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι μετρήσεις της φορητής συσκευής ήταν σχεδόν ταυτόσημες με εκείνες του εργαστηρίου ενώ παρέμειναν σταθερές και αξιόπιστες ακόμη και μετά από μήνες χρήσης.

Ειδικό φίλτρο για πιο αξιόπιστες μετρήσεις

Οι υπάρχοντες αναλυτές ακετόνης συχνά επηρεάζονται από άλλες ουσίες που υπάρχουν στην αναπνοή, όπως υπολείμματα τροφής ή ποτών γεγονός που μειώνει την αξιοπιστία τους. Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα οι ερευνητές σχεδίασαν ένα ειδικό φίλτρο που απομακρύνει τις παρεμβολές καθώς και μια εφαρμογή για κινητό που καθοδηγεί τον χρήστη κατά την εκπνοή.

Η εφαρμογή μετρά τον όγκο του εκπνεόμενου αέρα και λαμβάνει δείγμα μόνο όταν αυτό προέρχεται από τα βαθύτερα τμήματα των πνευμόνων, εκεί όπου η συγκέντρωση της ακετόνης αντικατοπτρίζει καλύτερα τον πραγματικό μεταβολισμό. Παράλληλα, κάθε συσκευή βαθμονομείται εξαρχής με βάση τον όγκο των πνευμόνων του χρήστη, ώστε οι μετρήσεις να είναι όσο το δυνατόν πιο ακριβείς και επαναλήψιμες.

Από το εργαστήριο στην κλινική πράξη

Η συγκεκριμένη τεχνολογία βασίζεται σε αισθητήρες που αναπτύσσονται στο ETH εδώ και περισσότερο από δέκα χρόνια. Ήδη από το 2017 οι ερευνητές είχαν δείξει ότι οι αισθητήρες τους μπορούσαν να ανιχνεύσουν ακόμη και ένα μόριο ακετόνης ανάμεσα σε εκατό εκατομμύρια άλλα μόρια αέρα.

Η επιτυχής κλινική επικύρωση αποτελεί σημαντικό βήμα για την αξιοποίηση της τεχνολογίας στην ιατρική. Οι ερευνητές σχεδιάζουν νέες μελέτες ώστε να διερευνήσουν κατά πόσο η συσκευή μπορεί να συμβάλει στην εξατομίκευση θεραπειών για μεταβολικές διαταραχές, όπως ο διαβήτης, αλλά και στην παρακολούθηση της κετογονικής δίαιτας που εφαρμόζεται σε ορισμένες μορφές επιληψίας.

Παράλληλα εξετάζεται η χρήση της:

* στην παρακολούθηση ιατρικών διαιτών
* σε θεραπείες απώλειας βάρους με φάρμακα τύπου GLP-1
* στον ερασιτεχνικό αθλητισμό για τη βελτιστοποίηση της προπόνησης και της καύσης λίπους

Ήδη διαθέσιμη για ερευνητική χρήση

Η εταιρεία Alivion AG έχει ήδη κυκλοφορήσει τη συσκευή με την εμπορική ονομασία Nutrion. Προς το παρόν χρησιμοποιείται σε διεθνείς ερευνητικές μελέτες και σε ιατρικά κέντρα.

Η εταιρεία αναζητά πλέον νέους βιομηχανικούς συνεργάτες και επενδυτές, ώστε να επεκτείνει την παραγωγή και να ανοίξει τον δρόμο για ακόμη περισσότερες εφαρμογές της τεχνολογίας. Όπως επισημαίνει ο καθηγητής Αντρέας Γκίντνερ, η εξέλιξη αυτή αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα του πώς η βασική επιστημονική έρευνα μπορεί να μετατραπεί σε μια πρακτική καινοτομία με ουσιαστικό όφελος για την κοινωνία.

Naftemporiki.gr