Ванкомицин — это антибиотик, к которому врачи прибегают, когда почти ничто другое не помогает. Его используют в больницах для лечения серьезных инфекций, устойчивых к антибиотикам, или когда инфекция распространяется по кровотоку пациента, но его дозировка крайне сложна: слишком малая доза не уничтожит инфекцию, слишком большая — пациент рискует получить повреждение почек или даже умереть. До 40% пациентов, получающих ванкомицин, заболевают острым повреждением почек.

В настоящее время дозировка лекарств контролируется с помощью многократных анализов крови — инвазивного и трудоемкого процесса, который не всегда позволяет врачам своевременно получить необходимые данные. В надежде решить эту проблему, Университет Нового Южного Уэльса и международные исследователи, работающие совместно с австралийской диагностической компанией Nutromics, разработали малоинвазивный пластырь , который отслеживает уровень антибиотика в организме пациентов каждые пять минут.

Команда опубликовала результаты клинического исследования в журнале Nature Biotechnology и заявляет, что его успех демонстрирует, что основные научные проблемы и проблемы безопасности решены.

«Это невероятно важный прорыв», — говорит профессор Джастин Гудинг из Школы химии UNSW, который участвовал в разработке этого инструмента. «Это означает, что мы можем отслеживать состояние пациентов в необходимые сроки, чтобы обеспечить им наилучшее, наиболее эффективное и безопасное лечение», — добавляет он.

«Лаборатория на пластыре»

Устройство использует датчики на основе синтетической ДНК для измерения дозировки, опираясь на лабораторные исследования, демонстрирующие их потенциал. Датчики, известные как «аптамеры», связываются с целевыми молекулами в организме человека и размещаются на микроиглах в руке пациента, которые берут пробу жидкости из-под кожи. Пациенты сообщали, что эта процедура практически безболезненна, что делает использование пластырей гораздо более комфортным, чем стандартный забор крови.

Аптамеровую технологию можно модифицировать для тестирования на другие лекарства и заболевания, и компания Nutromics работает над другими диагностическими и мониторинговыми пластырями.

«Сепсис — одна из ведущих причин предотвратимой смерти, — говорит профессор Гудинг. — Проблема с сепсисом в том, что его симптомы очень похожи на симптомы других инфекций, поэтому как мы можем с уверенностью сказать, что у нас сепсис? Если бы мы могли измерять маркеры сепсиса в организме, то мы могли бы очень эффективно и быстро лечить его с помощью антибиотиков. Это спасло бы много жизней. Но эту концепцию можно развивать дальше. Если вы подумаете о любом лекарстве, о любой малой молекуле, то в принципе, эту технологию можно было бы использовать для мониторинга».

Из лаборатории — в больницу

Исследователи давно считали, что аптамерную технологию можно использовать в качестве диагностического инструмента, и предыдущие исследования на лабораторных животных продемонстрировали ее потенциал. Однако сотрудничество с компанией Nutromics дало исследователям возможность помочь разработать легко изготавливаемое устройство, которое могло бы превратить их лабораторные исследования в реальное практическое применение.

«Причина моего участия в этом проекте заключается в том, что это действительно уникальная возможность, которая выпадает раз в жизни», — говорит профессор Гудинг. «Если эта компания выйдет на рынок, и эта технология окажется полезной, она изменит наш подход к здравоохранению».

Однако вывести идеи из академических исследовательских лабораторий не всегда легко. Профессор Гудинг говорит, что именно поэтому партнеры из промышленности так важны. «Ученые придумывают идеи и показывают, что у них есть потенциал. Если у них есть коммерческий потенциал, другие люди должны помочь им выйти на рынок», — говорит он. «Нужны люди, которые знают, как превратить идею в продукт».

Генеральный директор Nutromics Питер Вранес также подчеркивает важность партнерства между академическими кругами и промышленностью, отмечая, что истинная сила научно-исследовательского учреждения заключается в открытиях, а не всегда в их внедрении в практику.

«Для достижения такого мирового прорыва, как в этом исследовании, необходимо сочетать исключительные открытия с их внедрением в практику», — говорит он. «Сотрудничая с ведущими исследовательскими институтами, такими как UNSW, мы делаем именно это: успешно создаем реальные решения, улучшающие качество медицинской помощи пациентам».

Испытания пластыря проводятся в отделениях интенсивной терапии по всей Австралии, и компания Nutromics надеется получить разрешение регулирующих органов США к следующему году. Компания также работает над адаптацией технологии к другим заболеваниям в надежде, что мониторинг в режиме реального времени в кардиологии или даже возможность быстрой сортировки пациентов в отделениях неотложной помощи когда-нибудь станут обычным явлением.