По данным Всемирной организации здравоохранения, от диабета страдает около 5 % населения Земли. Такие пациенты вынуждены постоянно контролировать уровень глюкозы, для чего им приходится до нескольких раз в сутки отбирать у себя кровь. Российские исследователи предложили неинвазивный метод диагностики сахара в крови, который не подразумевает повреждения кожи и кровеносных сосудов.

Напомним, что разработкой неинвазивного способа контроля уровня глюкозы в своё время занималась компания Google. Для этого предлагалось применять специальные контактные линзы. Однако в процессе исследований было установлено, что такой способ не обеспечивает достаточную точность. В результате, проект был отложен в долгий ящик.

Российские специалисты предлагают оценивать уровень глюкозы при помощи анализа пота. Исследования ведутся на кафедре аналитической химии МГУ имени М. В. Ломоносова.

Речь идёт о создании особого биосенсора. Для мониторинга диабета достаточна корреляция между кровью и потом. Причём не по абсолютной концентрации глюкозы, а по степени её изменения.

Созданный прототип сенсора представляет собой платиновый электрод, модифицированный неорганическим пигментом берлинской лазурью и ферментом глюкозооксидазой.

«Принцип определения глюкозы основан на том, что глюкозооксидаза реагирует с глюкозой, содержащейся в поте, и образуется пероксид водорода, концентрация которого и определяется с помощью реакции восстановления на поверхности берлинской лазури. Таким способом косвенно определяется содержание глюкозы», — говорится в публикации МГУ. 

Министр здравоохранения РФ Вероника Скворцова сообщила на форуме «Удивительное в российском здравоохранении» о новом достижении российских учёных — создании клеток, продуцирующие инсулин в кровь больных диабетом, что может помочь в терапии этого тяжёлого заболевания.

«Безусловно, прорывом является создание инсулин-продуцирующих клеток, которые при внедрении в кровь человеку с сахарным диабетом второго типа фактически являются заместительной терапией и могут этого человека полностью отвести от применения инсулина», — сообщила Скворцова.

Глава министерства здравоохранения также отметила другие достижения российских учёных: «Мы уже сейчас находимся в периоде, когда мы можем формировать эквиваленты органов и систем органов человека аутологичных клеток. Мы создали уже аутологичную уретру, мы создали элементы хрящевой ткани, добились того, что архитектоника хрящевой ткани повторяет собственную архитектонику хрящевой ткани человека, у нас есть методы по созданию синтетической кожи, причем многослойной кожи».

В октябре прошлого года Скворцова пообещала, что в ближайшем будущем российским пациентам будут доступны клеточные технологии лечения сахарного диабета, которые в дальнейшем позволят отказаться от инсулиновых инъекций.

Кожные трансплантаты, выполненные с использованием технологии редактирования генов CRISPR, не позволяют развиваться диабету у мышей, и учёные утверждают, что эти свойства искусственной кожи могут оказаться полезными и в лечении людей.

В ходе исследования с целью проверки концепции учёные Чикагского университета отредактировали стволовые клетки новорождённых мышей для контролируемой выработки глюкагоноподобного пептида 1 (GLP-1). Этот гормон стимулирует синтез инсулина поджелудочной железой при сохранении необходимого уровня глюкозы в крови. Затем генетически модифицированные кожные трансплантаты пересаживали мышам, находившимся на диете с высоким содержанием жиров, чтобы вызвать ожирение. У этих мышей менялась на противоположную резистентность к инсулину, и их вес был вполовину меньше, чем у мышей без пересаженной кожи.

Ожирение является одним из основных факторов риска, которые могут вызывать заболевание диабетом типа 2 с высокой резистентностью к инсулину. По словам руководителя исследования, искусственная человеческая кожа, изготовленная из стволовых клеток, может использоваться для лечения людей с этим заболеванием.

Искусственная кожа используется для лечения пациентов с ожогами на протяжении десятилетий. Но по мере развития технологий до такой степени, что теперь можно выращивать кожу в лабораторных условиях, исследователи занялись поиском способов её применения для лечения других заболеваний. Исследователи утверждают, что теперь они имеют возможность изучать использование различных модифицированных генов трансплантатов для лечения различных заболеваний.

Apple наняла группу биомедицинских исследователей для работы над секретным проектом по мониторингу с помощью датчиков больных диабетом, сообщает CNBC со ссылкой на несколько источников, знакомых с этим вопросом. По данным источников, новая команда работает в офисе в Пало-Альто (Калифорния), находящемся невдалеке от штаб-квартиры корпорации. Проект был запущен по инициативе одного из основателей Apple Стива Джобса. Как сообщают источники, работа над проектом ведётся около пяти лет.

Диабетом страдает во всём мире около 371 млн человек. В последние годы целый ряд технологических компаний пытается создать более эффективные решения для оказания помощи больным этим заболеванием.

Недавно был создан стартап Virta, нацеленный на борьбу с диабетом второго типа, обещающий полностью вылечить пациентов посредством дистанционного мониторинга. Ещё один стартап Livongo Health из Маунтин-Вью получил $52,2 млн инвестиций для запуска своего продукта для мониторинга уровня сахара в крови.

В настоящее время грань между фармацевтическими и технологическими компаниями размывается. Они объединяют усилия для борьбы с хроническими заболеваниями с использованием высокотехнологичных решений, сочетающих в себе биологию, программное обеспечение и аппаратные средства, тем самым открывая новую область медицины под названием биоэлектроника.

В прошлом году GlaxoSmithKline Plc и Alphabet, родительская компания Google, представили совместную компанию, нацеленную на маркетинг биоэлектронных устройств для борьбы с болезнями путем воздействия на отдельные нервы.

Американские биотехнологические компании Setpoint Medical и EnteroMedics Inc уже продемонстрировали преимущества использования биоэлектроники в лечении ревматоидного артрита и подавлении аппетита у страдающих ожирением. Работой над новым направлением медицины также занимаются такие компании, как Medtronic Plc, Proteus Digital Technology, Sanofi SA и Biogen Inc.

Verily Life Sciences, прежде являвшаяся подразделением Google Life Sciences, объединила усилия с технологической компанией Nikon для сотрудничества в области визуализации сетчатки с использованием алгоритмов машинного обучения и совершенствования методов выявления заболеваний глаз, вызванных диабетом.

Диабетическая ретинопатия и макулярный отек являются двумя из основных причин слепоты у взрослых. Verily и Nikon заключили соглашение о сотрудничестве, чтобы совместно работать над созданием технологий и решений для совершенствования процесса скрининга с целью выявления этих заболеваний на ранней стадии.

Сотрудничество позволит сочетать передовые технологии Nikon (включая дочернее предприятие Optos) в сфере производства оптической техники и точных приборов для медицины и науки, а также значительное коммерческое присутствие в среде врачей-офтальмологов с достижениями Verily в области машинного обучения.

Verily развила активную деятельность после того, как год назад её выделили в отдельную компанию. Помимо проектов, связанных с борьбой с диабетом и его последствиями, Verily сформировала с Johnson & Johnson предприятие по разработке недорогих роботизированных хирургических комплексов. Также компания занимается разработкой «умных» часов для мониторинга здоровья и носимого микроскопа, способного «видеть» сквозь кожу, позволяя отслеживать действие лекарств и выявлять канцерогенные заболевания на ранней стадии.

Диабетическая ретинопатия (поражение сетчатки глаза, вызванное сахарным диабетом, ДР) является основной причиной прогрессирующего и необратимого снижения зрения вплоть до слепоты. Из 415 млн больных диабетом в мире немалая часть подвержена риску заболеть ДР. И многие живут в развивающихся странах, где нет достаточного доступа к медицинским сервисам для лечения этого заболевания.

Являясь необратимой на поздней стадии, диабетическая ретинопатия поддаётся лечению в случае своевременного диагностирования. Исследователи Google разработали алгоритм машинного обучения искусственного интеллекта анализу и выявлению заболевания ДР на ранней стадии, пока это не стало проблемой для человека.

Команда учёных Google затратила несколько лет на создание массива данных из 128 тыс. фотографий сетчатки глаза с описанием, которое произвели офтальмологи. Маркируя поврежденные участки глаза — микроаневризму, кровоизлияния и тому подобное — и затем, загружая эти данные в систему машинного обучения, Google удалось создать высоконадёжный диагностический инструмент. Согласно блогу Google Research, при тестировании с использованием 12 000 изображений глазного дна диагностика системы была на одном уровне с квалифицированными офтальмологами при поиске минускульных поражений сетчатки и кровоизлияний.

Команда учёных надеется расширить возможности этой системы, чтобы также диагностировать заболевание с использованием 3D-изображения сетчатки, полученного с помощью оптической когерентной томографии.

Также изучается возможность автоматизации диагностического процесса, чтобы лучше обслуживать пациентов в отдалённых районах, которые не имеют доступа к услугам квалифицированных специалистов.

«Умной» бытовой техникой и электроникой сейчас мало кого удивить, а потому разработчики принялись активно интегрировать всевозможные датчики в одежду и самые заурядные предметы быта. На рынке уже доступны для заказа смарт-стельки с подогревом, а также различные варианты спортивной обуви, способной определить — насколько технически вы двигаетесь во время бега. Инженеры стартапа Siren Care решили наделить уникальными смарт-возможностями носки, представив мировой общественности продукт под одноимённым названием. 

Ничем не выделяющаяся с виду пара носков Siren Care на деле готова стать полезным гаджетом для людей с диабетом. Рассматриваемое носимое устройство, призванное стать вашим персональным доктор-диагностом, ориентировано на пациентов с диабетом первого и второго типа. Для обоих типов заболевания характерен такой симптом, как воспаление ступней. Основатели проекта Siren Care предлагают отслеживать изменения температуры стоп для своевременного обнаружения отёка и затем оповещать владельца «умных» носков посредством мобильного ПО. 

Вся собранная гаджетом информация передаётся на синхронизированный с ним планшет или смартфон, а также может быть загружена в облачное хранилище. 

Что касается долговечности оснащённых электронными компонентами носков, то данное изобретение способно непрерывно функционировать на протяжении шести месяцев, после чего заряд батареи будет исчерпан. Столь длительная автономность работы устройства обусловлена тем, что активируются датчики только непосредственно во время эксплуатации предмета одежды по прямому назначению. В противном случае электроника переходит в «спящий режим». 

Смарт-составляющая  Siren Care не боится ни ручной стирки, ни стиральной машины.  

Google планирует присоединиться к производителям устройств для отбора пробы крови без использования иглы для проведения её анализа. В поданной компанией на регистрацию патентной заявке описывается система для отбора крови без иглы, которая может быть использоваться либо в качестве носимого на запястье человека устройства или портативного переносного прибора для отбора крови из пальца или других частей тела.

Патент пока не утверждён. Указанная в нём система направляет газ в трубку, содержащую микрочастицы, которые под давлением пронзают кожу. Появившаяся кровь под отрицательным давлением всасывается в трубку. «Такое решение может быть использовано, чтобы отобрать небольшое количество крови, например, для определения уровня сахара», — объясняется в пояснении к патентной заявке.

Это означает, что технология может, в конечном итоге, использована для помощи больным диабетом. Заметим, что недавно созданное дочернее предприятие Google Life Sciences назвало первоочередной задачей разработку эффективных способов излечения диабета.

В настоящее время Life Sciences работает над двумя устройствами для мониторинга уровня сахара в крови — «умными» контактными линзами и миниатюрным датчиком, подключаемым к облачному сервису для передачи данных измерений. Если данные проекты окажутся успешными и получат одобрение Управления по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (FDA), выпуск устройств для диабетиков станет новым прибыльным бизнесом Google — только в США число больных диабетом составляет около 29 млн человек.

Управление США по патентам и торговым маркам (USPTO) на этой неделе выдало компании Google патент №8,985,763 на «умные» контактные линзы и методику их производства.

В начале прошлого года, напомним, лаборатория Google X рассекретила проект контактных линз для людей, страдающих диабетом. Идея заключается в том, чтобы интегрировать в структуру линзы специальный датчик для измерения уровня глюкозы. Для получения показателей производится анализ жидкости, вырабатываемой слёзной железой глаза. При превышении значением определённого порога может быть подан тревожный сигнал.

Как говорится в патенте, «умные» контактные линзы будут состоять из нескольких слоёв. В частности, на одном из них расположится сенсор, на другом — микроконтроллер. «Бутерброд» из этих слоёв предлагается заключить в полимерную оболочку.

Любопытно, что измерение уровня глюкозы — не единственное возможное применение разработки. Google также рассматривает возможность использования датчиков для оценки температуры, уровня pH, содержания алкоголя, уровня холестерина и др.

Кроме того, контактные линзы одновременно смогут выполнять свою основную функцию — корректировать зрение. Впрочем, пока Google не называет сроки появления коммерческих образцов изделия. 

Компания DexCom Inc. получила разрешение от американских регуляторов на продажу мобильного комплекса для измерения уровня глюкозы в крови. Разрешение выдано Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA).

Система Dexcom Share работает в паре с iPhone и другими смартфонами. Она комплектуется специально разработанным приложением и датчиком, который прикрепляется к коже и передаёт данные об уровне глюкозы в крови, что жизненно важно для больных сахарным диабетом. Приложение может передавать данные удалённо через Интернет.

Есть и другие подобные приложения для смартфонов, однако до настоящего момента ни одно из них не имело разрешения от FDA на продажу на территории США. Выдача разрешений усложнилась в 2013 году, когда FDA приравняла медицинские приложения для мобильных устройств к медицинским приборам. FDA осуществляет надзор за рынком медицинской техники и лекарств. Теперь ситуация начинает постепенно меняться.

«Эту инновационную технологию с нетерпением ждут больные диабетом, а особенно те, кто ухаживает за больными детьми и хотел бы отслеживать уровень глюкозы удалённо», — говорят в самой FDA.

Теперь, с выдачей разрешения Dexcom Share, есть все основания считать, что и другие похожие программы и технологии будут получать зелёный свет на американском рынке.

После серии испытаний учёным калифорнийского некоммерческого институт Солка, занятого в сфере биологических исследований, удалось найти новую методику лечения диабета. Обнаруженные ими свойства белка FGF1 после разовой вакцинации позволяют быстро нормализировать выделение инсулина и поддерживать необходимый уровень сахара в крови всю следующую неделю. При этом теоретически отпадает надобность в дополнительных процедурах и приёме сторонних лекарственных препаратов. 

Подобное открытие может стать по-настоящему революционным как для самих медиков и фармацевтических производителей, так и панацеей для оказавшихся зависимыми от дорогостоящих лекарств людей с диагнозом «диабет».

«На самом деле, мы даже не предполагали, что исследуемая нами белковая молекула может иметь подобный эффект. Однако, как мы убедились при тестировании, она действительно способна восстанавливать так называемую инсулиновую чувствительность пациентов с сахарным диабетом в течение короткого промежутка времени», — поделился достижениями один из специалистов института по изучению диабета Майкл Даунс (Michael Downes).

Первый этап исследований наглядно показал, что вводимый крысам гепарин-связывающий белок «фактор роста фибробластов» (FGF1) приводил к тому, что следующие семь дней у подопытной особи возвращались в нормальное состояние процессы выработки и использования организмом инсулина.  

При этом учёные не отметили каких-либо побочных явлений у грызунов за время экспериментов, связанных с увеличением массы и другими негативными для организма явлениями. Но самое главное, что, по словам Майкла Даунса, белковая методика успешно демонстрировала свою эффективность и при последующих инъекциях на протяжении целого месяца.   

Пока что озвученные результаты являются предварительными, и потом весьма далеки от той фазы, когда препарат будет опробован на людях. Но специалисты института надеются, что FGF1 окажет аналогичный эффект без побочных реакций на инсулинозависимых пациентах. Теперь ведущие учёные лаборатории заняты детальным изучением механизма и принципа, на котором основывается взаимодействие белка с поджелудочной железой и связанное с этим восстановление уровня выработки гормона естественным способом.

Впоследствии новая методика может стать спасением для больных, чей диагноз соответствует симптомам сахарного диабета второго типа. К сожалению, сама процедура перехода тестирования от мышей к людям может занять около пяти лет. По крайней мере, уложиться в данные рамки надеется сам господин Даунс. К тому же фармацевтические компании должны быть напрямую заинтересованы в ускорении разработок новых препаратов, их испытаний и запуске на рынок.

Как известно, деятельность научно-исследовательского подразделения Microsoft Research включает фундаментальные и прикладные исследования в различных областях. В настоящее время специалисты Microsoft Research и Вашингтонского университета работают над созданием «умных» контактных линз, способных измерять содержание сахара в крови с возможностью передачи полученных данных беспроводным способом на внешние устройства для того, чтобы больной мог самостоятельно контролировать изменения этого показателя. Подобные контактные линзы смогут значительно облегчить жизнь больным диабетом первого типа, нуждающимся в постоянном мониторинге уровня сахара в крови.

 

 

Сроки массового выпуска данных контактных линз пока неизвестны. Microsoft утверждает, что «умные» линзы будут доступны, «как только все будет готово». Предполагается, что следующее поколение подобных линз будет воспроизводить информацию о содержании сахара в крови самостоятельно без потребности в выводе данных на дисплей компьютера или смартфона.

Материалы по теме:

• Microsoft Research празднует двадцатилетие;
• Microsoft обновила русскоязычный веб-портал начинающего разработчика;
• Исследовательские проекты Microsoft Research: коротко о главном.

Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) в данный момент заняты разработкой устройства, которое сможет определять уровень сахара в крови простым наведением луча света на кожу. Разумеется, само определение содержания глюкозы – несложная процедура, однако новое устройство позволит избавить обследуемого от постоянных уколов в палец для сбора крови.

Разработка MIT использует источник света, близкого по спектру к инфракрасному потоку. Свет проникает в кожу на глубину примерно половины миллиметра, достигая внутритканевой жидкости (но не самой крови), которая окружает клетки кожи. Затем, используя специально разработанный алгоритм, устройство «предсказывает» содержание глюкозы в крови на основании содержания этого вещества во внутритканевой жидкости.

Уже проведены некоторые испытания сканера с участием добровольцев, однако основательное исследование еще впереди и запланировано на осень этого года.

Материалы по теме:

• Диагностика раковых заболеваний станет быстрее с новым наночипом;
• Пластырь-прививка с растворяющимися иглами – нет шприцам!
• 3-D Bioplotter: принтер вместо донора;
• Роботы в хирургии: операции всё сложнее и сложнее.

Страдающие диабетом люди вскоре могут получить технологию, с которой, как надеется разработчик, их жизнь станет легче. Диабетики вынуждены непрерывно контролировать уровень сахара в крови, и обычно это делается путём забора и анализа крови. Профессор в области химической и биохимической инженерии Жин Женг (Jin Zhang) из Университета Западного Онтарио (University of Western Ontario) предлагает инновационное решение проблемы: его "неразрушающая" технология предполагает использование контактных линз, которые в соответствии с изменением уровня глюкозы меняют цвет. Ответом на вызов болезни стали наночастицы. Помещённые в линзы из гидрогеля, они взаимодействуют с молекулами глюкозы в появляющихся естественным путём слезах. Химическая реакция вызывает изменение цвета. В детали Женг не вдаётся. Учёный уже получил $216 тыс. от Канадского фонда инноваций (Canada Foundation for Innovation) для дальнейшей работы с многофункциональными нанокомпозитами, потенциал которых простирается далеко за пределы биомедицины. Например, плёнки из них могут предотвратить порчу пищевых продуктов, закрывая доступ кислороду, углекислому газу и влаге к органической материи. Технология также позволяет создать разлагаемую под действием бактерий упаковку. Материалы по теме: - USB-чехол для дезинфекции зубных щеток;
- Электронные контактные линзы – очередной шаг к добавленной реальности;
- Гибкие солнечные ячейки восстановят зрение.

• communications.uwo.ca