Možnost neinvazivního měření glykémie se přibližuje

Bez píchání do prstu

Neinvazivní měření koncentrace glukózy by mohlo denně usnadňovat život pacientům s diabetem. Řízení i léčba tohoto chronického onemocnění silně závisí právě na efektivním monitorování glykémie. Diabetiků navíc neustále přibývá. Poslední predikce ukazují, že do roku 2035 vzroste celosvětový počet osob s tímto onemocněním až na 592 milionů případů.

Jeon Woong Kang, vědecký pracovník MIT a hlavní autor studie, podotýká, že nikdo se nechce několikrát denně píchat do prstu. Proto pokud se podaří vyrobit neinvazivní monitor koncentrace glukózy s vysokou přesností, bude to znamenat přínos téměř pro všechny diabetiky.

Úspěšné testování metody

Při vývoji nového světelného skeneru využili vědci Ramanovu spektroskopii –⁠ techniku, která určuje chemické složení tekutin, tkání nebo buněk tím, že na ně svítí blízké infračervené nebo viditelné světlo. Následuje analýza, jak se toto světlo rozptyluje/odchyluje, když narazí na různé druhy molekul. Ramanova spektroskopie tak umožňuje měřit glykémii neinvazivně přes kůži analýzou unikátních vibračních otisků molekul glukózy.

V klinické studii vědci použili nové zařízení u zdravého dobrovolníka po dobu 4 hodin. Když subjekt položil ruku na zařízení, blízký infračervený paprsek pronikl malým skleněným okénkem na kůži a provedl měření. Každé měření trvalo zhruba 30 sekund a opakovalo se každých pět minut. Během studie subjekt vypil dva nápoje s obsahem 75 gramů glukózy, což umožnilo vědcům sledovat významné změny glykémie.

Zařízení založené na Ramanově spektroskopii vykázalo přesnost srovnatelnou se dvěma komerčně dostupnými nositelnými systémy pro monitorování glukózy, které byly subjektu implantovány na druhou paži. Zatímco většina pacientů s diabetem měří glykémii z kapky krve glukometrem, někteří používají nositelné systémy, které mají senzor zavedený těsně pod kůži. Tyto senzory měří koncentraci glukózy v intersticiální tekutině, mohou však způsobit podráždění kůže. Navíc je třeba je každých 10 až 15 dní měnit.

Snaha o zmenšení přístroje

Výzkumníci nejprve zjistili, jak přímo měřit glukózové Ramanovy signály z kůže. Obvykle je tato glukózová odezva příliš malá na to, aby se dala odlišit od všech ostatních signálů generovaných molekulami v tkáni. Tým MIT našel způsob, jak filtrovat většinu nežádoucího signálu tím, že na kůži svítil blízké infračervené světlo pod jiným úhlem a pak odebíral výsledný Ramanův signál.

Následně pak dokázali vytvořit základní zařízení díky analýze pouze tří pásem –⁠ spektrálních oblastí odpovídajících specifickým molekulárním rysům –⁠ v Ramanově spektru. Typicky může toto spektrum obsahovat asi 1000 pásem, odborníci však zjistili, že glykémii lze určit pouze třemi z nich.

Tento přístup dal vědcům možnost snížit náklady a provádět měření pomocí efektivního zařízení přibližně velikosti krabice od bot. Navíc se dokázali úspěšně vyrovnat i s tím, že případné klinické testování in vivo by s takovým přístrojem přinášelo významné výzvy v podobě pohybů účastníků po delší dobu, ale také změn vlhkosti pokožky, rozdílů v tlaku na zařízení a v melaninu v kůži –⁠ to vše bude přispívat k variabilitě signálu.

Proto výzkumný tým vyvinul předběžnou strategii analýzy dat, která zahrnuje detrendování základních hodnot k odstranění pomalu se měnících pozadí signálů. Po dokončení této studie vyvinul menší prototyp přibližně o velikosti mobilního telefonu, který aktuálně testuje jako nositelný přístroj u zdravých i prediabetických dobrovolníků. Pracuje také na tom, aby zařízení bylo ještě menší, přibližně ve velikosti hodinek.

(hno)

Zdroje:

1. Bresci A., Kim Y., Jue M. et al. Band-Pass Raman Spectroscopy Unlocks Compact Point-of-Care Noninvasive Continuous Glucose Monitoring. Anal Chem 2025 Dec 16; 97 (49): 27020-27026, doi: 10.1021/acs.analchem.5c01146.

2. Noninvasive imaging could replace finger pricks for people with diabetes. MIT News. Dostupné na: www.news.mit.edu/2025/noninvasive-imaging-could-replace-finger-pricks-diabetes-1203

3. Guzman-Vilca W. C., Carrillo-Larco R. M. Number of People with Type 2 Diabetes Mellitus in 2035 and 2050: A Modelling Study in 188 Countries. Curr Diabetes Rev 2025, 21 (1), e120124225603, doi: 10.2174/0115733998274323231230131843.