Az izzadásteszt átalakíthatja a gyógyszeres kezelés ellenőrzését és a cukorbetegség kezelését

Az izzadásteszt átalakíthatja a gyógyszeres kezelés ellenőrzését és a cukorbetegség kezelését

A glükóz nyomon követésétől a toxinexpozíció kimutatásáig a tudósok megmutatják, hogy az izzadság miként vetekedhet a vérrel mint diagnosztikai erőforrással, ha a technológia és a szabványosítás elég gyorsan fejlődik.

Tanulmány: A verejték mint diagnosztikai biofluid: elemzési eredmények és jövőbeli irányok. Fotó: PeopleImages/Shutterstock.com

Egy nemrég megjelent recenzió aJournal of Pharmaceutical Analysisleírja, hogyan lehet összegyűjteni és elemezni a verejtéket, hogy betekintést nyerjünk az egészségügybe, és kiemeli azokat az eszközöket, munkafolyamatokat, alkalmazásokat és hiányosságokat, amelyeket még orvosolni kell.

háttér

A 2-4 millió verejtékmirigy által termelt verejték tiszta, enyhén savas folyadék, amely elektrolitokat, metabolitokat, fehérjéket és még xenobiotikumokat is tartalmaz. A vérvizsgálatokkal ellentétben a verejtékmintavétel fájdalommentes, alacsony kockázatú eljárás, alkalmas ismételt vagy helyszíni vizsgálatra.

A legújabb fejlesztések a mikrofluidikus tapaszokat és a vezeték nélküli bioszenzorokat laboratóriumi módszerekkel kapcsolták össze, lehetővé téve nyomnyi mennyiségű interleukin (IL), glükóz, β-hidroxi-butirát és gyógyszerek kimutatását. A klinikákon kívül az izzadság segít a törvényszéki szakértőkben és a felügyeletben, de koncentrációja alacsony, mennyisége változó, és a szennyeződés komoly aggodalomra ad okot.

További kutatásokra van szükség a gyűjtés szabványosításához, az eredmények normalizálásához és a biomarkerek validálásához, mivel sok verejtékalapú marker nem egyértelmű a dózis-válasz összefüggésekkel és a klinikai validációval kapcsolatban.

Miért számít az izzadság: egy praktikus biofluid

A verejték egyedülállóan ötvözi a páciens kényelmét az erőteljes analitikai potenciállal. Könnyen hozzáférhető, nem igényel tűt, és többször összegyűjthető munka, edzés vagy mindennapi élet során. Kémiai szempontból a verejték elektrolitokat, például nátriumot (Na+), káliumot (K+) és kloridot (Cl⁻), valamint kis metabolitokat, például laktátot, glükózt és β-hidroxi-butirátot, valamint fehérjéket és lipideket szállít kisebb mennyiségben.

Szintén képes xenobiotikumokat szállítani, lehetővé téve a kábítószerek, alkoholpótló anyagok és környezeti toxinok monitorozását. Mivel a foltok napokig is megmaradhatnak a bőrön, az izzadság szélesebb észlelési ablakot biztosít, mint a foltos vizelet vagy az ujjlenyomat-vér, ami különösen hasznos a longitudinális trendek, a tapadási tesztek és a terepi vizsgálatok során. A mirigyek aktivitásának ingadozása, a bőrfelület szennyezettsége és a verejtékezési arány azonban azt jelenti, hogy az eredményeket óvatosan kell értelmezni, és gyakran normalizálásra van szükség.

Hogyan jutnak be az anyagok az izzadságba: fiziológia és szállítás

A bőr nagy részén elterjedt eccrin mirigyek és a hónaljban és más területeken koncentrálódó apokrin mirigyek enyhén savas és többnyire vizes verejtéket választanak ki. A molekulák az izzadtságba jutnak be passzív diffúzióval a vér interstitiumából, aktív transzporttal pumpákon, például P-glikoprotein (P-gp) keresztül, receptor által közvetített folyamatok révén, vagy a mirigysejtek lokális metabolizmusa után.

A faggyúváladék a bőrön verejtékkel keveredik, és olyan lipideket ad hozzá, amelyek hidrofób vegyületeket szállíthatnak. A fizikai-kémiai tulajdonságok fontosak: A kicsi, kevésbé fehérjéhez kötött és több lipofil bázisok általában jobban eloszlanak. Ez segít megmagyarázni, hogy bizonyos pszichoaktív szerek, peszticid-maradékok és alkohol-metabolitok miért jelennek meg a verejtékben, még akkor is, ha nem találhatók meg a vérben vagy a vizeletben. Az izzadságkiválasztás mögött meghúzódó útvonalak azonban még nem teljesen ismertek, és az, hogy a különböző vegyületek milyen könnyen jutnak be a verejtékbe, nagyon eltérő lehet.

A foltoktól a tetoválásokig: mintavétel és eszközök

A kollekció a tamponoktól és kapilláris tekercsektől az integrált rendszerekig fejlődött. A Macroduct rendszer pilokarpin iontoforézist használ a helyi izzadás kiváltására, és a mikroliter térfogatokat csövön keresztül gyűjti össze. A PharmChek öntapadó tapaszok idővel nem illékony analitokat halmoznak fel, és hamisításbiztos tulajdonságokkal rendelkeznek a felügyeleti lánc fenntartása érdekében. A DrugWipe gyors, helyszíni immunkromatográfiás szűrést biztosít.

A sportminőségű mikrofluidikus tapaszok, mint például a Gx Sweat Patch, színváltó csatornákon keresztül irányítják az izzadságot, és okostelefon-alkalmazásokkal párosulva megbecsülik az izzadás mértékét és a nátriumveszteséget. Az újabb, oldható mikrotűs tapaszok külső áram nélkül szállítják a pilokarpint, javítva ezzel a csecsemők kényelmét és megvalósíthatóságát.

Mindegyik módszer eltérően kezeli a kényelmet, a mennyiséget és a szennyeződési kockázatot, ezért a protokolloknak illeszkedniük kell a használati esethez, mivel egyetlen gyűjtési módszer sem alkalmas minden környezetben.

Apró jelek előkészítése és számszerűsítése

Mivel a verejték mennyisége kicsi és a koncentrációja alacsony, az elemzés előtti lépések kulcsfontosságúak. A folyadék-folyadék extrakció dúsítja az analitokat; A származékképzés javítja a gázkromatográfia teljesítményét a nem illékony metabolitok esetében. A szilárd fázisú extrakció nyomokban izolálja a célpontokat, míg a diszperzív pipettahegy szilárd fázisú extrakció (DPX) felgyorsítja a munkafolyamatot és növeli a pszichoaktív panelek érzékenységét.

Ugyanilyen fontos a normalizálás: az endogén nátrium belső referenciaként történő használata korrigálhatja a foltokban rekedt változó térfogatot, és javíthatja a minták összehasonlíthatóságát. A szennyeződés csökkentése érdekében elengedhetetlen a bőrtisztításra, a helyi használat elkerülésére, a szőrtelenítésre és a kezelésre vonatkozó egyértelmű utasítások betartása. Ezek a lépések együttesen a hígított verejték mikrolitereit hasznosítható adatokká alakítják.

Analitikai motorok és omikák a felfedezéshez

Az asztali platformok olyan lehetőségeket terjesztenek ki, amelyekre a hordható eszközök még nem képesek. A mágneses magrezonancia (NMR) gyors, roncsolásmentes pillanatfelvételeket tesz lehetővé az izzadság metabolomáról.

A gázkromatográfiás-tömegspektrometria (GC-MS) továbbra is az illékony szerves vegyületek aranystandardja; A folyadékkromatográfiás-tandem tömegspektrometria (LC-MS/MS) és a nagy felbontású tömegspektrometria nagy specifitással kvantifikálja a gyógyszereket, citokineket, lipideket és kis metabolitokat. A kapilláris elektroforézis tömegspektrometria (CE-MS) ideális poláris metabolitok elemzésére.

A felfedezés oldalán a metabolomika és a proteomika betegségekhez kapcsolódó jeleket tár fel. A tanulmányok verejtékezési különbségekről számoltak be az atópiás dermatitisz, a cisztás fibrózis (CF), a tuberkulózis és a lehetséges tüdőrák markerek tekintetében. Ezek az omika-leolvasások betekintést nyújtanak abba, hogy mely biomarkerek elég robusztusak ahhoz, hogy áttérjenek a következő generációs érzékelőkbe.

Klinikai és valós alkalmazások

A CF-diagnózis továbbra is az emelkedett verejték-klorid-szinten alapul, a 60 mmol/l feletti szint erős támogatást nyújt.

Cukorbetegségben a hordható elektrokémiai érzékelők egyre inkább képesek nyomon követni a verejték glükózszintjét a vértrendekkel szinkronban, ha a mintavétel jól kontrollált. Egyes javítások ma már integrálják az érzékelést mikrotűs gyógyszerbejuttatással a zárt hurkú támogatás érdekében.

A gyulladásos citokinek, köztük az interleukin-6 (IL-6), az interleukin-8 (IL-8), az interleukin-10 (IL-10) és a tumor nekrózis faktor-alfa (TNF-α) paneljei a pikogram/milliliter tartományban mérhetők, ajtót nyitva a betegségek fellángolásának megfigyelésére. Az alkoholfogyasztást verejtéketanollal vagy etil-glükuroniddal lehet kimutatni.

A közegészségügyi felhasználás a sportolóknak és hőnek kitett munkavállalóknak szóló hidratálási útmutatástól a helyszíni szennyezőanyag-szűrésig terjed.

Törvényszéki szakértők, munkahelyek és közösségi hatás

A Sweat diszkrét, nem invazív, hosszú ablakos mintavételezése támogatja a próbaidő-felügyeletet, a kezelési programokat és a doppingellenes intézkedéseket, valamint kiegészíti a vizeletet ott, ahol gyakori a manipuláció. A PharmChek tapaszok, valamint a GC-MS vagy LC-MS/MS megerősítik a stimulánsokat és az opioidokat, míg a gyorstesztek a járda melletti és munkahelyi szűrést biztosítanak. Az igazságosságon túl a Sweat nyomon követi a munkahelyi peszticidhasználatot és a települési szennyeződéseket, és támogatja a katasztrófaelhárítási erőfeszítéseket.

Kihívások és a továbblépés

Fordításkor előfordulhatnak olyan eltérések az áramlásban és az összetételben, amelyek kontextust, kalibrálást és normalizálást igényelnek. A bőr, a faggyú és a környezeti szennyeződés összezavarhatja a célpontokat, és szigorú anyagokat és protokollokat igényel.

Sok biomarkerből hiányzik a validálás és az egyértelmű dózis-válasz összefüggés. A lehetőségek között szerepel a mesterséges intelligencia mintázat, a rugalmas elektronika, a bővíthető akkumulátorok és az alacsony fogyasztású rádiók a kényelmes, folyamatos megfigyeléshez bárhol. A mesterséges intelligencia integrációja azonban továbbra is kilátásos, semmint megalapozott, ami arra utal, hogy a verejtékdiagnosztika előrehaladt, de klinikailag még nem rutinszerű.

Következtetések

Ez az áttekintés azt mutatja, hogy a verejték hiteles diagnosztikai és megfigyelési mátrixként szolgál, ha a gondos mintavételt, a robusztus előkészítést és a validált elemzéseket kombinálják. A szerzők kifejtik, hogy a modern foltok, mikrofluidika és elektrokémiai érzékelők képesek mérni az elektrolitokat, a glükózt, a gyulladásos IL-t, az alkoholmarkereket és a gyógyszereket, míg a laboratóriumi platformok és az omikák kiterjesztik a felfedezést és a specifitást.

Hangsúlyozzák a CF-tesztelés, a cukorbetegség támogatása, a törvényszéki szakértők és a közegészségügy előnyeit, de elismerik a változatosság, a szennyeződés és a hiányos validálás kihívásait. Arra a következtetésre jutottak, hogy szabványos munkafolyamatokra, mennyiségi normalizálásra és prospektív tanulmányokra van szükség mesterséges intelligencia által támogatott interpretációval kombinálva ahhoz, hogy a verejtéktesztet az ígéretesről a rutin klinikai és közösségi felhasználásra helyezzék át.

Töltse le PDF másolatát most!

Források: