O singură respirație pentru a ști totul: Acest nou „etilotest” ar putea detecta semne de boală în respirația umană

Ce-ar fi dacă respirația ta ar fi suficientă pentru a te ajuta să faci un control medical? Nu, nu este science fiction. O echipă de cercetători tocmai a dezvoltat un prototip revoluționar capabil să detecteze semne de boală din aerul pe care îl expirăm. Numit ABLE, de la Airborne Biomarker Locator Engine, acest dispozitiv compact ar putea transforma modul în care diagnosticăm și monitorizăm patologiile – totul în doar câteva respirații.

În mod tradițional, stabilirea unui diagnostic medical implică teste de urină, sânge sau salivă. Aceste metode sunt fiabile, dar uneori invazive, consumatoare de timp sau costisitoare. Ce-ar fi dacă am putea simplifica lucrurile? Corpul eliberează constant compuși organici volatili (COV) prin respirație – molecule microscopice care sunt gazoase la temperatura camerei și care pot dezvălui starea noastră de sănătate. Peste 300 de COV-uri diferite au fost deja identificate în aerul expirat uman, iar unele par a fi corelate cu boli precum diabetul, astmul și anumite tipuri de cancer. Există însă o problemă: aceste molecule sunt adesea prezente în cantități infime, uneori de doar o particulă la un miliard. Prea mici pentru a fi ușor de detectat… până acum.

Aici intervine dispozitivul ABLE. Proiectat de o echipă de la Universitatea din Chicago, acesta funcționează într-un mod relativ simplu, dar genial: aspiră aerul expirat, îl umidifică pentru a-l îmbogăți în vapori de apă, apoi îl răcește pentru a condensa moleculele pe care le conține în picături minuscule de lichid. Acestea sunt apoi colectate într-un rezervor mic. Rezultatul: o probă lichidă suficient de concentrată pentru a fi analizată folosind tehnologiile de detectare existente, inclusiv benzi de testare ieftine, cum ar fi cele utilizate pentru măsurarea glicemiei. Întregul ansamblu se potrivește într-un pachet de 10×20 cm și costă mai puțin de 200 USD pentru fabricare. Și durează doar 10 minute pentru a colecta 1 ml de condensat – mai mult decât suficient pentru un singur test.

Pentru a-și demonstra eficacitatea, echipa a efectuat mai multe experimente. Unul dintre ele a implicat detectarea prezenței glucozei în aerul expirat, o informație valoroasă pentru persoanele cu diabet. Rezultatul: ABLE a colectat cu succes probe suficient de precise pentru a fi analizate cu o simplă bandă. Un alt test interesant: șoarecii de laborator au fost „umanizați” cu microbi de la bebeluși prematuri și născuți la termen. Analizând respirația lor, cercetătorii au detectat diferențe în glicosfingolipide, molecule legate de inflamație. Încă o dată, ABLE a reușit să facă distincția între ei. Și asta nu este tot: prototipul a fost capabil să detecteze și alergeni precum polenul din aerul înconjurător, precum și particule de bacterii E. coli – precum cele găsite suspendate după ce trageți apa la toaletă. Aceste teste arată că dispozitivul nu se limitează la respirația umană, ci ar putea fi utilizat și pentru a monitoriza calitatea aerului din mediul nostru. Dispozitivul a fost descris în Nature Chemical Engineering.

Evident, nu totul este încă gata pentru utilizare clinică. Principala provocare astăzi rămâne identificarea precisă a COV-urilor care sunt asociate cu ce patologii. Prin urmare, cercetătorii trebuie să își continue munca de cartografiere a biomarkerilor, iar studiile clinice sunt în desfășurare – în special cu medici specializați în boli inflamatorii intestinale cronice. Un alt obiectiv viitor: miniaturizarea suplimentară a dispozitivului pentru a crea o versiune portabilă, potrivită pentru utilizare acasă sau în cabinetele medicale. Cercetătorii sunt, de asemenea, în discuții cu parteneri industriali pentru a lua în considerare comercializarea.

Dacă promisiunile ABLE sunt confirmate, acesta ar putea reprezenta o adevărată revoluție în medicina preventivă. Imaginați-vă: un pacient ar putea pur și simplu să sufle într-un aparat bucal, să aștepte câteva minute și să primească o analiză personalizată a stării sale de sănătate – fără ace, fără durere și la un cost redus. Această inovație ar putea nu numai să îmbunătățească monitorizarea bolilor cronice, ci și să faciliteze detectarea precoce a multor patologii, cu potențialul de impact global în contexte în care resursele medicale sunt limitate.

Știință&Tehnică

Revista “Ştiinţă şi Tehnică“, cea mai cunoscută şi longevivă publicaţie de popularizare a ştiintelor din România