Η κορτιζόλη παίζει καθοριστικό ρόλο στη ρύθμιση βασικών λειτουργιών του οργανισμού, όπως η αρτηριακή πίεση και ο μεταβολισμός, και οι διαταραχές σε αυτήν την ορμόνη του στρες μπορούν να συμβάλουν σε διάφορα προβλήματα υγείας.
Συνήθως, η μέτρηση της κορτιζόλης απαιτεί επισκέψεις σε ιατρείο ή άλλες κλινικές εγκαταστάσεις. Μια πρόσφατη καινοτομία στην τεχνολογία τεχνητών βιοαισθητήρων προσφέρει πλέον τη δυνατότητα μέτρησης στο σημείο φροντίδας (point-of-care), παρέχοντας πιο ακριβή αποτελέσματα από τις υπάρχουσες μεθόδους.
Μέτρηση κορτιζόλης με smartphone
Ο Άντι Γιέ, επίκουρος καθηγητής βιομοριακής μηχανικής στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στη Σάντα Κρουζ, ανέπτυξε έναν φωσφορίζοντα τεχνητό αισθητήρα που συνδέεται με μόρια κορτιζόλης στο αίμα ή τα ούρα. Μόλις δεσμευθεί, ο αισθητήρας παράγει φως, αποκαλύπτοντας τη συγκέντρωση της ορμόνης. Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιστημονική επιθεώρηση Journal of the American Chemical Society επιβεβαίωσε ότι αυτή η μέθοδος μπορεί να ανιχνεύσει αξιόπιστα την κορτιζόλη σε όλο το φάσμα επιπέδων σημαντικών για την ανθρώπινη υγεία.
Ο επιστήμονας έδειξε ότι ο αισθητήρας μπορεί να συνδυαστεί με την κάμερα ενός smartphone, επιτρέποντας τη μέτρηση των επιπέδων κορτιζόλης είτε στο σπίτι είτε σε μια κλινική. Η προσέγγιση αυτή συνδυάζει υψηλή ευαισθησία με προσιτό κόστος, εξαλείφοντας την ανάγκη για ακριβά εργαστηριακά όργανα και καθιστώντας την ακριβή παρακολούθηση ορμονών πιο προσιτή.
Σχεδιασμένος από το μηδέν
Ο Γιέ ειδικεύεται στην τεχνητή μηχανική πρωτεϊνών, η οποία βασίζεται σε υπολογιστικό σχεδιασμό με τεχνητή νοημοσύνη για τη δημιουργία εντελώς νέων πρωτεϊνών αντί για τροποποίηση αυτών που υπάρχουν στη φύση. Στη συγκεκριμένη μελέτη, δημιούργησε έναν βιοαισθητήρα βασισμένο σε πρωτεΐνες, όπου η δέσμευση της κορτιζόλης προκαλεί δύο σχεδιασμένες πρωτεΐνες να αλληλεπιδράσουν σε μοριακό επίπεδο. Αυτή η αλληλεπίδραση παράγει ένα φωτεινό σήμα, με ισχυρότερη εκπομπή φωτός να αντιστοιχεί σε υψηλότερα επίπεδα κορτιζόλης.
Όπως αναφέρει, πρόκειται για τον πρώτο εντελώς υπολογιστικά σχεδιασμένο βιοαισθητήρα που μπορεί να προσφέρει τόσο υψηλή ευαισθησία και δυναμικό εύρος για την ανίχνευση ενός μικρού μορίου αναλύτη. Η χρήση κάμερας για τη μέτρηση της ποσότητας και του χρώματος του εκπεμπόμενου φωτός επιτρέπει την ανάγνωση των επιπέδων κορτιζόλης με μεγαλύτερη ευαισθησία από τα υπάρχοντα τεστ.
Εφαρμογές στο σημείο φροντίδας
Το νέο διαγνωστικό εργαλείο λειτουργεί παρόμοια με τα τεστ ταχείας ανίχνευσης Covid-19 με ρινοφαρυγγικό επίχρισμα. Το τεστ απαιτεί μόνο μια σταγόνα αίματος ή ούρων, η οποία αναμειγνύεται με διάλυμα που περιέχει τον βιοαισθητήρα. Στη συνέχεια, η κάμερα και μια εφαρμογή smartphone μπορούν να μεταφράσουν το εκπεμπόμενο φως σε άμεση μέτρηση των επιπέδων κορτιζόλης.
«Μπορείτε να διαβάσετε το σήμα απευθείας — η έξοδος του αισθητήρα είναι η εκπομπή φωτός, οπότε ουσιαστικά μπορείτε απλώς να τραβήξετε μια φωτογραφία του τεστ με το smartphone σας. Ιδανικά, αυτό είναι πραγματικά συμβατό με χρήση στο πεδίο» εξήγησε ο Γιέ.
Μακροπρόθεσμα, ο ερευνητής εκτιμά ότι η τεχνολογία αυτή θα μπορούσε να αξιοποιηθεί τόσο στην ανάπτυξη φαρμάκων όσο και σε διαγνωστικά περιβάλλοντα, προσφέροντας καλύτερη κατανόηση και αντιμετώπιση προβλημάτων υγείας που σχετίζονται με ανεπάρκεια ή υπερβολικά επίπεδα κορτιζόλης.
ΠΗΓΗ: SciTechDaily
