Monitorowanie poziomu leków u pacjentów po przeszczepie
Jak upewnić się, że pacjenci po przeszczepie otrzymują właściwe dawki leków? Zbyt niski poziom leku immunosupresyjnego stwarza ryzyko odrzucenia narządu, zaś zbyt wysoki może uniemożliwić pacjentom walkę z infekcjami. W ramach projektu NANODEM stworzono nowe urządzenie do monitorowania poziomu leków u pacjentów po przeszczepie. „Sercem urządzenia jest biochip mierzący stężenie immunosupresantów w krwi pacjenta” – wyjaśnia koordynator projektu Francesco Baldini z Instytutu Fizyki Stosowanej z włoskiej Florencji. „Miniaturowe rozmiary urządzenia oraz niemal bezinwazyjna metoda pobierania próbek umożliwiają bardziej dokładne monitorowanie stężeń terapeutycznych leków z większą częstotliwością niż w przypadku istniejących metod”. Obecnie poziom leków immunosupresyjnych monitoruje się, wykonując standardowe badania krwi, jednak nie zapewniają one wystarczająco szybkiego dostępu do informacji ani nie dostarczają szczegółowych danych o skuteczności leku, która u każdego pacjenta jest inna. „Nasze urządzenie do badania w miejscu opieki (POCT) to duży krok naprzód. Umożliwia ono częste badanie pacjenta na miejscu bez konieczności wysyłania próbek do laboratorium centralnego” – mówi Baldini. Zespół NANODEM składa się z pochodzących z 5 krajów UE pracowników naukowych oraz przedstawicieli średnich i małych przedsiębiorstw z sektorów, takich jak chemicznego, biochemicznego, optycznego i medycznego oraz mikro- i nanotechnologii. Opracowane urządzenie nie tylko mierzy nawet bardzo niskie stężenia leków immunosupresyjnych, rzędu kilku pikogramów na mililitr, ale również wykrywa tylko stężenie wolnej frakcji leku – względnie małych (2 – 8%) frakcji leku niezwiązanych przez białka, uznawanych za wskaźnik skuteczności oraz toksyczności leku. Pobierane w trybie ciągłym przez dożylny cewnik mikrodializacyjny próbki krwi pacjenta są mieszane z wymaganymi odczynnikami w mikrokanalikach, z których każdy odpowiada za wykrywanie innego leku immunosupresyjnego. „W ten sposób, mając zaledwie kilka mikrolitrów krwi, możemy jednocześnie zmierzyć poziom wielu substancji, co jest niezwykle istotne z klinicznego punktu widzenia” – objaśnia Baldini. System NANODEM jest niezwykle wydajny i pozwala uzyskać bardzo niskie granice wykrywalności. Cząsteczki leku są najpierw wychwytywane przez pokryte przeciwciałami cząsteczki polistyrenu zawierające granulki magnetyczne oraz molekuły fluorescencyjne. Przeciwciała są zdolne przyciągać określone leki immunosupresyjne, a po osiągnięciu warstwy sensorowej nanocząsteczki fluorescencyjne, naświetlone wiązką światła, zaczynają fosforyzować. A ponieważ cząstki te są również magnetyczne, zastosowanie pola magnetycznego przyspiesza ich osadzanie się na powierzchni sensorowej. Jak dotąd udało się osiągnąć granice wykrywalności dla dwóch ważnych immunosupresantów: cyklosporyny A i kwasu mykofenolowego. Jak dodaje Baldini, innym ważnym osiągnięciem jest zapewnienie regeneracyjności biochipu, dzięki czemu pacjent może go wykorzystywać nieprzerwanie do badania wartości docelowych nawet przez 48 godzin. Testy wykazały, że za pomocą urządzenia można wykonać maksymalnie trzydzieści cykli pomiarowych. Według Baldiniego tą nową technologią interesują się już duże firmy z branży medycznej. Obecnie w szpitalu Klinikum rechts der Isar, należącym do Uniwersytetu Technicznego w Monachium (TUM), analizowane jest znaczenie wolnych frakcji dla pacjentów po przeszczepie nerki. „Badania te pozwolą wykorzystać opracowany w ramach projektu system pobierania próbek i porównać wyniki podawane przez nowe urządzenie z wynikami ze standardowych testów laboratoryjnych. Z całą pewnością uda nam się udowodnić, że doskonała sprawność naszego urządzenia spełni potrzeby sektora medycznego” – podsumowuje Baldini.
Słowa kluczowe
NANODEM, nanofotonika, monitorowanie stężeń terapeutycznych, immunosupresja, badania w miejscu opieki, mikroprzepływy, nanocząsteczki
