Od laboratoří k čipům. Od čipů k teranostice, nanočásticím, mikrofluidice. Nové cesty, staré iluze?

Teranostika, nanočástice, mikrofluidní techniky

V novotvaru teranostika (theranostics) se ozývá úsilí o integraci terapie a diagnostiky do jednoho celku. Jde o podrobnější specifikaci a konkretizaci cesty k personalizované medicíně s pro ni typickou volbou terapie choroby na míru pacienta. Jde o přesné zacílení terapeutického agens na zvolenou oblast, na využití diferencí v rozměrech a vlastnostech nádorových a normálních buněk. Možnost extrémně přesného zásahu zvoleného místa může umožnit terapii pomocí mechanického nebo termického poškození cílové patologické tkáně.

Teranostická témata v Medline se pravidelně objevují od roku 2008. Spadají zejména do oblasti terapie malignity, vizualizace nádorových buněk, chemoterapie, vizualizace nádorů při operacích, nanotransportu terapeutik na cílené oblasti a řady dalších. V roce 2014 bylo k nalezení v Medline 413 prací, v roce 2015 již 614, v roce 2016 lze jejich počet extrapolovat na asi 900 prací. Existují časopisy primárně zaměřené na teranostiku a nanotechnologii (Theranostics, Nanomedicine a další). Zásadní roli v teranostice a personalizované medicíně hrají nanočástice. K nim se řadí částice s velikostí < 100 nm. Právě neobvyklé vlastnosti nanočástic a malé rozměry podmiňují jejich výše zmiňovaná využívání v personalizované medicíně. K detekci a vizualizaci nanočástic jsou vyvíjeny velmi účinné fluorescenční postupy, spojené s elektronovou mikroskopií. Je již k dispozici poměrně slušné množství informací o možnostech a metodách vizualizace povrchu nanočástic například plasmonovou rezonancí (ta mimo jiné také vysvětluje nádheru a proměnlivost barvy některých artefaktů antické, nanovrstvami kovů potažené, keramiky). Detekce dosud málo poznaných nanočástic, vyskytujících se v extracelulárních tělních tekutinách a vykazujících rozdíly mezi stavy zdraví a chorob pravděpodobně představují významný potenciál pro mnoho specifických biomarkerů budoucnosti. Nanočástice mohou být pro svou extrémní přístupnost do tělesných orgánů rizikové a jejich aplikace může vést k potřebě konstituování nanotoxikologie. Velikost nanočástic působí údajně dokonce pozorování kvantových efektů (Boseho-Einsteinovy kondenzáty). Teranostika, aplikující nanočástice, je polem široké aplikace proteomiky, sekvenování genomu, transkripčního profilování. Potřeba transportovat a dávkovat extrémně nízké objemy tekutin vedla k vývoji mikrofluidiky, dávkování kapalin v miniaturizovaných zařízeních, umožňujících laboratorní analýzy s použitím dříve nepředstavitelně nízkých nanolitrových objemů biologických vzorků.

Systém Theranos -⁠ úšklebek komerce?

Systém, používající název, inspirovaný teranostikou, vzbudil v minulém roce velký rozruch zejména v ekonomickém managementu zdravotních zařízení USA a Kanady díky výrobcem udávaným parametrům. Ty, brány vážně, by představovaly naprostý převrat v laboratorní práci. Mikrofluidním odběrovým systémem Edison Device lze z kapilárního odběru údajně získat vzorek až ke stanovení 250 testů s údajně významně nižšími ekonomickými náklady na produkci výsledků. Výroba je soustředěna v Palo Alto (Kalifornie), laboratorní činnost v Arizoně. Webová stránka https://www.theranos.com je typická téměř nulovými informacemi o podstatě systému a principech technologie. Podstatné a zásadní informace lze snadněji nalézt o zakladatelce Theranosu Elizabeth Holmesové a jejím bankovním kontu. Základním informačním zdrojem je zde časopis Forbes. Jde o mladou dámu, zvolenou podnikatelkou roku 2015 s 3,6 až 4,7 miliardami USD na kontu. Má zajímavý fan klub (Madeleine Albrightová, Bill Clinton, čínští miliardáři) a neméně zajímavé složení dozorčí rady (Henry Kissinger, několik US generálů a admirálů).

Stanovisko FDA je rovněž zajímavé. Systém je po-dle nich (stanovisko z února 2016) „an unclared medical device“ a zdroj potenciálního rizika pro pacienty („inmediate jeopardy“). Zatím je úspěšně certifikována jen metoda HSV-1. Chybí data validace, robustnost v čase, nezávislé hodnocení a komunikace výrobce s FDA. První výsledky hodnocení srovnatelnosti s klasickými postupy ukazují dramatické rozdíly. O cca 60 % vyšší počet hodnot nad referenční meze, o 9,3 % nižší výsledky u cholesterolu.

Není bez zajímavosti, že hlavní polemika proti agresivnímu sebeprosazování amerického Theranosu je vedena kanadskými pracovníky (E. P. Diamandis) a autory ekonomického a politického periodika The Wall Street Journal!

Otázky a problémy budoucnosti

Podle Diamandise je reálný rozpor mezi klasickou a nově vznikající medicínou v tom, že v první údajně převažuje princip obecného „konfekčního“ přístupu, v té druhé personalizovaný, individualizovaný přístup, což by mělo působit zásadní rozpory. Není pravděpodobnější, že velcí výrobci bez problémů ovládnou oba přístupy například finanční sílou a akvizicemi, jak se to běžně děje?

Teranostika a aplikace nanotechnologie mohou vést v budoucnu k naprosté změně podoby laboratorní medicíny a asi i k zásadní změně jejího paradigmatu. Jak naznačuje přístup Theranosu, laboratorní výsledky jsou zboží jako každé jiné. Interpretace výsledků, už v klasické medicíně ne dostatečně silná, zde prakticky chybí. Vzniká obava z konstituování něčeho podobného koučování ve fitnessech. Rozvine se laboratoř jako součást wellnessu bez lékařů? Tedy jako služba za úplatu? A se sklony k selfmonitoringu a bez dostatečné kontroly kvality a kalibrace?

Trend teranostiky k režimům POCT a ke komer-čním zpracováním výsledků cestami soudobých informačních technologií je silný (Jak píší Li a Diamandis -⁠ od smart lékařů k smartfonům). Vývoj k budoucnosti o zcela jiné podobě je nastartován. Sledujte tento vývoj a nenechte se překvapit.

Prameny

Přehled nanomateriálů a jejich aplikace [1-3].

Nanočástice v extracelulárních tělesných tekutinách [4].

Demonstrace teranostické vizualizace nádorů [5].

Review mikrofluidiky [6].

Možné důsledky teranostiky [7].

Kritický přístup k systému Theranos [8-12].