Для лечения большинства заболеваний принимаемое лекарство необходимо регулировать очень точно и надлежащим образом. Для этого следует при приеме регулярно контролировать концентрацию препарата, причем индивидуально для каждого пациента.
Ученые из Института медицинских исследований Макса Планка в Гейдельберге, Германия разработали систему для таких измерений. Суть исследования – цветовое представление детекторов (люцифераз) в зависимости от последующего применения. С помощью переносных устройств, в домашних условиях проводятся более точные измерения крови пациентов, а показатели детекторов основываются на результатах уровня глюкозы в крови.
Управление дозами лекарственных препаратов с помощью цветовой гаммы
Эти устройства обнаруживают световые сигналы, генерируемые люциферазой фермента. NanoLuc – это синтетическая люцифераза, которая производит очень яркий, видимый синий свет, длиною волны около 460 нанометров. Однако для обнаружения в биологических образцах эта длина волны слишком низкая, поскольку она поглощается, например, кровью и, следовательно, больше не может восприниматься датчиками.
Команда исследователей под руководством Кая Джонсона, который возглавляет отделение химической биологии в Институте медицинских исследований Макса Планка, нашла решение проблемы (LUCiferase-based Indicators of Drugs, LUCIDs), которую группа исследовала ранее. Благодаря исследованию люциферазы-детекторы теперь могут также передавать световую волну в красный видимый диапазон до 680 нанометров.
«Это позволяет нам обойти проблему абсорбции и теперь мы можем измерять точные показатели крови», — объясняет Жюльен Хиблот, ученый из команды Джонсона и один из авторов публикации. Цвет системы контролируется добавлением небольших цветных молекул (флуорофоров). Они связаны с люциферазой через второй белок и таким образом изменяют излучаемый свет.
Как определяется лекарство в крови
Но как система знает, какой препарат находится в образце крови, который пациент нанес на тест-полоску? Для этого исследователи Макса Планка в аппарат по измерению глюкозы в крови вмонтировали специальный блок, по которому могут связываться активные ингредиенты. В зависимости от количества лекарственного препарата, присутствующего во время измерения крови, система излучает более сильный или слабый световой сигнал. Сигнал записывается и преобразуется в концентрацию. Исходя из полученных данных, пациент может отрегулировать дозу препарата сам или после консультации с врачом.
Поскольку система может быть установлена в разных цветах, она также позволяет проводить одновременный анализ нескольких веществ. «Это не только полезно для биоцензирования, но также имеет большой потенциал для визуализации в клеточной биологии», — говорит Кай Джонсон о возможностях разработки.
