Ślina jako analit przyszłości. IQ Biozoom opracowuje nową technologię do nieinwazyjnej diagnostyki domowej.

279

Podczas styczniowego spotkania przy Śniadaniu Klastra LifeScience Kraków, rozmawialiśmy o ślinie jako przyszłości w diagnostyce i monitoringu zaburzeń zdrowotnych (relacja oraz nagranie z tego spotkania dostępne jest tutaj). Wówczas IQ Biozoom, innowacyjny startup pracujący nad urządzeniami do pomiaru stężenia substancji biochemicznych, omawiał najnowsze osiągnięcia w dziedzinie nieinwazyjnej diagnostyki domowej z jej wykorzystaniem.

W ramach Miesiąca Partnera Klastra powracamy do tematu śliny, by skupić się na niej jako obiekcie analizy, który staje się coraz bardziej popularny w środowiskach naukowych i klinicznych, otwierając nowe możliwości diagnostyczne w kraju i na świecie. Zapraszamy do publikacji!

Ślina jako analit przyszłości

Ślina jako analit stanowi w ostatnich latach coraz częstszy przedmiot dyskusji nie tylko w środowiskach naukowych, ale także wśród klinicystów. Coraz więcej ośrodków badawczych docenia ślinę jako źródło ważnych informacji na temat stanu naszego zdrowia – dodajmy: źródło łatwe i wygodne do pozyskania.

Ślina może wkrótce okazać się kluczowa dla szybkiego zwiększenia dostępności do badań diagnostycznych, i  to badań całkowicie nieinwazyjnych. Co więcej – z uwagi na łatwość pozyskania materiału do analizy, ślina otwiera nowe możliwości nie tylko w diagnostyce ambulatoryjnej, ale także w odniesieniu do diagnostyki domowej.

Czym jest ślina i co w niej znajdziemy?

Ślina jest płynem hipotonicznym wydzielanym przez gruczoły ślinowe: gruczoły przyuszne, podżuchwowe i podjęzykowe – wydzielają one około 90% śliny. Gruczoły ślinowe mają dużą przepuszczalność i otoczone są obficie przez naczynia włosowate. W związku z tym, biomarkery obecne w krwiobiegu mogą na kilka sposobów przenikać do śliny, jakkolwiek związki, które warto oznaczać w ślinie – alternatywnie względem oznaczania ich w surowicy, przechodzą do śliny na zasadzie dyfuzji.

Codziennie, z ludzkich gruczołów ślinowych wydzielana jest ślina surowicza i śluzowa. Znajdziemy tu m.in. minerały, elektrolity, enzymy i inhibitory enzymów, cytokiny, immunoglobuliny, mucyny i inne glikoproteiny oraz przesięk surowiczy.

Ślina jest dzisiaj intensywnie analizowana jako potencjalne narzędzie diagnostyczne i oczekuje się, że stanie się ona substytutem dla innych płynów ustrojowych, takich jak surowica czy mocz w diagnostyce wybranych chorób.

Ślina kontra choroby

Najnowsze badania technologiczne wykazały, że w ślinie znajdziemy duże ilości medycznie ważnych biomarkerów, które pozwalają diagnozować różne stany chorobowe, w tym nowotwory, choroby autoimmunologiczne, wirusowe, bakteryjne, sercowo-naczyniowe i metaboliczne.

W szczególności ciekawym kontekstem dla analityki śliny jest możliwość wykorzystywania tego analitu do mierzenia poziomu glukozy w organizmie. Naukowcy dysponują wieloma dowodami wykazującymi ścisłą korelację między poziomem glukozy we krwi i w ślinie. Dalsze badania nad tym zjawiskiem pozwolą m.in. na wygodną identyfikację markerów stanów przedcukrzycowych i cukrzycowych, oraz umożliwią analizę reakcji metabolicznej organizmu na różne typy pokarmów.

Innym istotnym biomarkerem, którego mierzenie w ślinie zyskuje na znaczeniu, jest kwas mlekowy. Tu nie tylko analiza procesów metabolicznych organizmu, ale też reakcji organizmu na wysiłek, stanowi bardzo wartościowe źródło wiedzy, w szczególności w obszarze medycyny sportowej. Monitorowanie poziomu mleczanów jest kluczowe dla sportowców uczestniczących w dyscyplinach wytrzymałościowych, takich jak lekkoatletyka, w tym uczestnictwo w maratonach. Precyzyjna analiza poziomu kwasu mlekowego pozwala na dostosowanie programów treningowych do indywidualnych zdolności organizmu, co jest niezbędne dla maksymalizacji wydajności oraz efektywnej regeneracji.

Kortyzol

Warto również przyglądnąć się możliwościom diagnostycznym w odniesieniu do oznaczania poziomu kortyzolu w ślinie.

Korzyści płynące z mierzenia kortyzolu w ślinie zaczęły być doceniane już na początku lat 80. Kortyzol w ślinie to miara aktywnego wolnego kortyzolu, podążająca za dobowym rytmem kortyzolu w surowicy lub osoczu. Próbka śliny może być zbierana przez ślinienie się lub za pomocą chłonnych wymazów, które umieszcza się w ustach do momentu nasycenia. Pomiar kortyzolu ze śliny jest zatem wygodny zarówno dla pacjentów, jak i wykonujących badania w warunkach ambulatoryjnych. Dotychczas do pomiaru kortyzolu w ślinie używano kilku technik analitycznych, w tym radioimmunoanalizy i, ostatnio, chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią mas tandemową. Czułość analityczna różni się między tymi metodami pomiarowymi, podobnie jak potencjał do krzyżowej reaktywności z innymi steroidami. Interpretacja poziomów kortyzolu w ślinie opiera się na rygorystycznej standaryzacji sprzętu do pobierania próbek, protokołów pobierania i technologii analitycznych przy ustalaniu indywidualnego zakresu referencyjnego. Jakkolwiek – dziś pojawiają się nowe metody pomiaru kortyzolu w ślinie, znacznie prostsze i tańsze, co może znacząco odmienić poziom dostępności do tego badania w odniesieniu do monitoringu domowego.

Klinicznie, najczęstszym zastosowaniem pomiarów kortyzolu w ślinie jest mierzenie stężenia tego hormonu w późnonocnej ślinie jako test przesiewowy na zespół Cushinga. Kilka badań wykazało diagnostyczną czułość i specyficzność na poziomie ponad 90%, co jest bardzo korzystne w porównaniu z innymi testami przesiewowymi na zespół Cushinga, takimi jak dobowy wolny kortyzol w moczu i 1-mg nocny test z hamowaniem deksametazonem. Pojawiają się też nowe zastosowania pomiarów kortyzolu w ślinie – np. w diagnostyce niewydolności nadnerczy, szczególnie w stanach związanych z niskim poziomem globuliny wiążącej kortyzol, oraz w monitorowaniu zastępczej terapii glikokortykoidowej. Wreszcie, kortyzol w ślinie był szeroko używany jako biomarker stresu w ustawieniach badawczych, szczególnie w badaniach nad stresem psychologicznym z powtarzanymi pomiarami.  Dzisiaj mierzeniu poziomu kortyzolu zaczyna odgrywać coraz większą rolę w psychiatrii, oferując tym samym metodę oceny stresu i stanów psychicznych wynikających z zaburzeń gospodarki hormonalnej. Tu w szczególności ważnym obszarem badań stają się: zagadnienie depresji, wypalenia zawodowego, a także zespołu stresu pourazowego.

Kortyzol to hormon produkowany przez korę nadnerczy. Odgrywa kluczową rolę w odpowiedzi na stres, wpływając na homeostazę glukozy, funkcjonowanie układu immunologicznego oraz regulację metabolizmu. Jego nieprawidłowe poziomy mogą też wywoływać nadmierne obciążenie psychiczne, depresję czy zaburzenia lękowe. Długotrwale utrzymujący się nadmiar kortyzolu (hiperkortyzolemia) w krwiobiegu powoduje obniżenie odporności organizmu. Ponadto przyczynia się także do rozwoju insulinooporności, cukrzycy typu 2 i nadciśnienia. Pojawiają się problemy ze snem, takie jak bezsenność, utrudnione zasypianie, częste przebudzenia oraz bezdech. Zachwianiu ulega równowaga hormonalna, co objawia się głównie obniżeniem popędu seksualnego, impotencją, zaburzeniami miesiączkowania, zahamowaniem owulacji, a nawet bezpłodnością. Zakłóceniu ulega również funkcjonowanie tarczycy, objawiające się przede wszystkim spadkiem stężenia tyroksyny we krwi. Niedobór kortyzolu natomiast stanowi podłoże choroby Addisona, objawiającej się głównie spadkiem masy ciała, zaburzeniami łaknienia, utratą sił i zmęczeniem.

Pomimo tego, że rośnie liczba ośrodków naukowych badających możliwości, jakie daje analityka śliny, w Polsce ten trend nie jest jeszcze wciąż zbyt popularny. Trudności jakie przynosi to zagadnienie to m.in. metody diagnostyczne, pozwalające na precyzyjne pomiary stężeń wybranych biomarkerów w ślinie. Co do zasady stężenia te są bardzo niskie, a więc wymagające od metod pomiarowych dużej czułości i dokładności. W sukurs badaczom przychodzi rozwój nowych technologii biosensorycznych, takich chociażby jak ta, rozwijana w Polsce przez spółkę IQ Biozoom – technologii opartej na tranzystorach cienkowarstwowych, bardzo młodej i dynamicznie rozwijającej się dziedzinie elektroniki.

IQ Biozoom projektuje zmianę w dostępności do diagnostyki

Używanie śliny jako płynu diagnostycznego mogłoby być przełomem zarówno dla pacjentów, jak i dla dostawców opieki zdrowotnej, ponieważ pozyskiwanie śliny jest  przede wszystkim nieinwazyjne dla pacjenta, łatwe i niedrogie.

Technologie takie jak ta rozwijana przez IQ Biozoom wykorzystują ten potencjał. Dzięki autorskiej konstrukcji biosensorom, a tym samym dzięki swoim innowacyjnym urządzeniom analizującym, Spółka udowodniła, że możliwy jest pomiar nawet bardzo niskich stężeń wybranych biomarkerów w ślinie. W pierwszej kolejności badania IQ Biozoom skupiają się na pomiarach stężenia glukozy oraz mleczanów. Obecnie opracowane zostały prototypy potwierdzające wcześniejsze tezy badawcze. Wkrótce zespół badawczy IQ Biozoom planuje także badania nad pomiarem kortyzolu.

Zgodnie ze strategią IQ Biozoom, w nieco dalszej perspektywie, planuje prace badawcze nad określaniem stężeń białka CRP w ślinie. Pozwoli to w niedalekiej przyszłości opracować test diagnostyczny, odpowiadający na pytanie z jakiego rodzaju infekcją mamy do czynienia – bakteryjną czy wirusową. Ma to szczególne znaczenie przy podejmowaniu decyzji dotyczących antybiotykoterapii.

Atutami technologii IQ Biozom są duża czułość i dokładność pomiarów, realizowanych bezpośrednio z analitu. Wynik otrzymywany jest w czasie rzeczywistym, zaś samo urządzenie pomiarowe pozwala na dokonanie wygodnego i szybkiego badania w warunkach domowych. Wystarczy włożyć do analizatora jednorazowy pasek pomiarowy, a następnie nawilżyć końcówkę tego paska śliną, odczekać chwilę, a w kolejnym kroku wynik określający stężenie danego biomarkera w ślinie pokazuje się na wyświetlaczu urządzenia. Sposób korzystania z urządzenia przypomina nieco tradycyjne glukometry, z tą różnicą, że pomiar robiony jest nie z krwi włośniczkowej, pozyskiwanej przez nakłucie palca, a ze śliny – pozyskiwanej w całkowicie nieinwazyjny sposób.

Rozwój technologii IQ Biozoom, która w przyszłości może umożliwość detekcję nie tylko glukozy, mleczanów, kortyzolu czy białek CRP, ale także wielu innych biomarkerów ze śliny, to szansa dla całego sektora nieinwazyjnej diagnostyki domowej i zwiększenie zarówno komfortu pomiarów, jak i dostępności do rozwiązań diagnostycznych.

Co do zasady – chcielibyśmy, aby nasze testy diagnostyczne stały się pomocą dla osób zmagających się z różnymi zaburzeniami metabolicznymi oraz hormonalnymi, oraz by stały się wygodnym narzędziem do monitorowania różnych parametrów organizmu dla tych osób, które stawiają na profilaktykę i analizę stanu własnego zdrowia. Ten trend bardzo intensywnie rozwija się dziś na świecie i mamy nadzieję, że IQ Biozoom stanie się jego zauważalną częścią  – podsumowuje Dorota Dardzińska, CEO IQ Biozoom.

Ślina: nowa era diagnostyki?

W świetle powyższych rozważań, wydaje się, że upowszechnienie się śliny jako analitu diagnostycznego jest tylko kwestią czasu. Ślina umożliwia w pełni nieinwazyjne pomiary i jest ekonomiczna. Jest też znacznie bezpieczniejsza w administracji niż pobieranie próbek surowicy (nie następuje przecięcie tkanki ciała, nie używa się igieł). Pobieranie śliny jako materiału analitycznego nie wymaga przeszkolonego personelu medycznego. W łatwy sposób uzyskać można wiele próbek do analizy, co więcej – można to zrobić w domu. W kontekście praktyk diagnostycznych, ślina minimalizuje ryzyko krzyżowego zanieczyszczenia. Ślina nie krzepnie i w tym kontekście, łatwiej z nią postępować niż z próbkami krwi, które nierzadko w drodze między pacjentem a laboratorium ulegają jakiejś formie zniszczenia. Tym samym ślina oznacza bardziej ekonomiczne próbkowanie, wysyłkę i przechowywanie w porównaniu do surowicy. Wymaga mniejszej manipulacji podczas procedur diagnostycznych w porównaniu do surowicy. Oraz – last but not least – jest atrakcyjnym analitem z punktu widzenia komercyjnej dostępności testów przesiewowych. W tym kontekście warto śledzić postępy technologiczne spółki IQ Biozoom, która opracowuje nowy typ analizatorów śliny, umożliwiający nieinwazyjny monitoring domowy wielu chorób przewlekłych i zaburzeń o podłożu metabolicznym oraz hormonalnym.

Źródła:

  1. Saliva in the diagnosis of diseases  https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5113094/
  2. A Review of Salivary Diagnostics and Its Potential Implication in Detection of Covid-19 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7164701/
  3. Saliva diagnostics – Current views and directionshttps://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1535370216681550

Materiały do powyższego artykułu zostały dostarczone przez IQ Biozoom.

Poprzedni artykułJakie zarządzać portfelem praw własności intelektualnej? – Podsumowanie Śniadania z Klastrem
Następny artykułSpotkaj swojego pracodawcę – Jak znaleźć pracę w branży Life Science?