Kilka kropli łez może w przyszłości pomóc w ocenie zdrowia układu nerwowego. Naukowcy opracowali tani czujnik elektrochemiczny, który wykrywa dopaminę – neuroprzekaźnik związany m.in. z ruchem, uczeniem się, motywacją i regulacją emocji. Na razie urządzenie przetestowano na sztucznych ludzkich łzach, ale autorzy badania liczą, że w przyszłości podobne rozwiązania pomogą monitorować chorobę Parkinsona i inne schorzenia związane z zaburzeniami poziomu dopaminy

Dopamina pełni w organizmie wiele funkcji. Jej nieprawidłowy poziom – zarówno zbyt niski, jak i zbyt wysoki – wiąże się z chorobami neurologicznymi i psychiatrycznymi. W chorobie Parkinsona stężenie dopaminy zwykle spada, co ma związek z charakterystycznymi objawami ruchowymi tej choroby. Obecnie monitorowanie takich zmian wymaga zwykle badań krwi, analizy moczu albo zastosowania urządzeń wszczepianych do organizmu. Są to metody czasochłonne lub inwazyjne.

Łzy mogłyby być prostszą alternatywą, ponieważ można je pobrać szybko i bezboleśnie. „Tworząc ten czujnik, chcemy ułatwić ultrawczesne wykrywanie zaburzeń neurologicznych i stworzyć możliwość interwencji klinicznej, zanim pojawią się poważne objawy” – mówi Neftalí Lênin Villarreal Carreño, jeden ze współautorów badania opublikowanego w czasopiśmie ACS Omega.

Aby stworzyć czujnik, badacze użyli lasera do przekształcenia fragmentów cienkiej plastikowej folii w grafen, czyli materiał przewodzący prąd. Urządzenie ma wielkość mniej więcej znaczka pocztowego. Gdy dopamina reaguje z grafenem, czujnik wytwarza sygnał elektryczny, który można zmierzyć.

W testach laboratoryjnych naukowcy dodawali dopaminę do sztucznych ludzkich łez i sprawdzali działanie urządzenia. Czujnik dokładnie wykrywał różne poziomy dopaminy, w tym stężenia podobne do tych, które wcześniej opisywano w łzach osób z chorobą Parkinsona. Zachowywał też skuteczność mimo obecności innych związków naturalnie występujących w łzach.

„Nasz czujnik może wykrywać dopaminę od poziomów znacznie niższych niż prawidłowa wartość wyjściowa aż po poziomy trzykrotnie wyższe” – mówi współautor badania Lucas Minghini Gonçalves. Jak podkreśla, taka czułość może pomóc wcześnie wychwycić pierwsze spadki poziomu dopaminy, zanim objawy staną się wyraźne.

Autorzy zaznaczają, że to dopiero etap laboratoryjny. Dotychczasowe testy przeprowadzono na sztucznych łzach, a nie na próbkach pobranych od pacjentów. Wyniki pokazują jednak, że metoda ma potencjał. Kolejnym krokiem będą badania z wykorzystaniem próbek pobranych od ludzi oraz prace nad prostymi urządzeniami diagnostycznymi, które mogłyby monitorować biomarkery neurologiczne na podstawie niewielkiej próbki łez.

źródła: 

EurekAlert! https://www.eurekalert.org/news-releases/1135184

ACS Omega. DOI: 10.1021/acsomega.6c03287 

• Nauki medyczne