Godinama su ljudi s dijabetesom tražili točan način mjerenja glukoze bez potrebe za prstima ili uzorcima krvi. Evo komentara na najnovije istraživanje i razvoj neinvazivnih uređaja za praćenje glukoze.
Tijekom posljednja dva desetljeća, deseci tvrtki diljem svijeta nastojali su razviti neinvazivni monitor za mjerenje glukoze – senzor koji bi mogao mjeriti razinu glukoze bez probijanja kože ili potrebe za umetanjem uređaja u tijelo. Međutim, većina ovih uređaja ili nije radila ili nisu dobili odobrenje FDA zbog nepreciznog mjerenja glukoze, ostavljajući frustriranim milijune ljudi s dijabetesom.
“Postoji značajna potražnja za neinvazivnim mjeračem glukoze jer većina naših pacijenata mrzi bosti prste više puta svaki dan kako bi provjerili šećer u krvi”, rekla je dr. Farah Khan, endokrinologinja i klinička docentica medicine na Sveučilištu Washington. “Ponekad postoje i problemi s preciznošću CGM tehnologije, pa ako neinvazivni monitor može biti točniji od trenutno dostupnih CGMs-ova, to bi bio veliki korak naprijed.” Čak i ako ne prelazi razinu točnosti CGM-a, imati uređaj koji je blizu i koji uklanja potrebu za probijanjem kože, mogao bi koristiti mnogima.
Ovi senzori mogli bi učiniti da bockanje prstiju i umetanje CGM-a jednom postanu prošlost i to je samo jedna od mnogih prednosti razvoja neinvazivnog monitora glukoze. Neke druge prednosti uključuju izbjegavanje boli uzrokovane iglom, uklanjanje lažnih očitanja zbog kontaminacije tvarima na površini vaših ruku te ograničavanje otpada od jednokratnih zaliha za testiranje kao što su test trake ili lancete. Osim toga, mnogi neinvazivni monitori nemaju komponente za jednokratnu upotrebu, što bi moglo ukloniti ponavljajuće troškove za testiranje zaliha, zahtijevajući samo jednokratnu kupnju.
Optička tehnologija: rasvjetljavanje vaše glukoze
Rasprava oko praćenja razine glukoze bez potrebe za krvlju ili drugim tjelesnim tekućinama nije nova; zapravo su uređaji pokušavali koristiti različite oblike optičke tehnologije još od 1990-ih. Optička tehnologija odnosi se na bilo koju metodu koja može identificirati različite tvari u tekućini (kao što je vaša krv) na temelju interakcije tih tvari s elektromagnetskim zračenjem ili svjetlom.
Liječnici i znanstvenici su već koristili optičke tehnike u mnogim područjima izvan dijabetesa; Rendgenski aparati mogu stvoriti slike slomljenih kostiju na temelju načina na koji naše kosti upijaju i odašilju X-zrake za razliku od okolnog tjelesnog tkiva. Gotovo svi neinvazivni monitori glukoze, a koji se trenutno razvijaju, koriste neki oblik optičke tehnologije za prikupljanje mjerenja glukoze.
Dok različiti uređaji koriste različite vrste svjetla (neki koriste infracrvene valove, drugi radiofrekventne valove, itd.), osnovni princip je isti. Monitor obasjava snop svjetlosti kroz vašu kožu, koji se zatim odašilje i raspršuje glukozom u krvi. Senzor tada detektira signale od svjetlosti koja se reflektira natrag. Glukoza pokazuje jedinstveni uzorak koji se razlikuje od ostalih komponenti vaše krvi; senzor može odrediti razinu glukoze pomoću razlike u signalima.
Naravno, ovo je puno lakše reći nego učiniti. Jedan od ključnih izazova za razvoj neinvazivnog mjerača glukoze bio je nedostatak točnosti, posebno u razlikovanju između glukoze i ostalih komponenti u našoj krvi.
“Signal glukoze optičkog senzora je mali, a druge molekule u tijelu proizvode slične signale ometanja, što se naziva buka”, rekao je dr. David Klonoff, medicinski direktor Instituta za istraživanje dijabetesa u San Mateu u Kaliforniji i glavni urednik časopisa Journal of Diabetes Science and Technology. “Omjer signala glukoze i šuma je često vrlo mali i može biti teško izolirati sam signal glukoze.”
Međutim, naša sposobnost da izoliramo samo signale glukoze se poboljšala. “Novorazvijeni algoritmi umjetne inteligencije (AI) dali su nam veću računsku snagu da izoliramo signal glukoze od buke”, rekao je Klonoff. “Bližimo se pojavljivanju komercijalno održivog proizvoda, zahvaljujući poboljšanim senzorima koji su manji i točniji.”
Postoje različiti stupnjevi očekivanja kada bi ova tehnologija mogla postati dovoljno točna za korištenje praćenja glukoze, koji je odobrila FDA. “FDA nikada nije odobrila optički neinvazivni monitor glukoze; međutim, očekujem da će regulatorni zahtjevi za moguće odobrenje biti drugačiji od onih koji se zahtijevaju za trenutno odobrene proizvode koji mjere glukozu u krvi ili međustaničnoj tekućini”, rekao je Klonoff.
Nešto manje optimističan, dr. Farah Khan, je rekla: “Brinem se da ovi oblici optičke tehnologije možda nemaju dovoljno preciznosti ili točnosti da bi pomogli našim pacijentima u upravljanju dijabetesom. Vrijeme i kliničko iskustvo će pokazati, ali zbog izazova s preciznošću ne očekujem da će ovi uređaji postati „veliki igrači“ na tržištu, barem ne sljedećih 5-10 godina.”
Ostala neinvazivna tehnologija u pripremi
Osim neinvazivnih optičkih mjerača glukoze, nije nedostajalo inovacija u praćenju glukoze općenito. Nekoliko tvrtki nastojalo je razviti neinvazivni uređaj za uzorkovanje tekućine, koristeći tjelesne tekućine kao što su slina, znoj, suze ili para iz vašeg daha.
“Ovo bi bilo manje invazivno od čak i minimalno invazivne tehnologije, jer ne bi zahtijevalo umetanje igle ili sonde u tijelo”, rekao je Klonoff. I dalje postoje slična pitanja točnosti, ali je dokumentiran napredak u ovom području.
Jedan od ovih uređaja koji je razvio Nemaura Medical, nazvan sugarBEAT, dobio je CE odobrenje za tržište u Europi. Pričvršćen na vašu kožu poput flastera, sugarBEAT je mali uređaj koji mjeri vašu glukozu propuštajući blagu, neprimjetnu električnu struju kroz vašu kožu, što uzrokuje da se glukoza kreće unutar međustannične tekućine točno ispod vaše kože. Podaci ranih ispitivanja Nemaura Medicala pokazuju da je sugarBEAT vrlo blizu točnosti CGM-a koji su trenutno dostupni na tržištu.
Tko trenutno razvija neinvazivne mjerače glukoze?
Iako ljudi s dijabetesom i dalje čekaju da ova revolucionarna tehnologija dođe na tržište, istraživači i investitori nisu štedjeli ni vrijeme ni novac. Investitori su prikupili stotine milijuna dolara za financiranje nekoliko startup-ova diljem svijeta, a da ne spominjemo napore većih i etabliranijih tehnoloških tvrtki.
Ovaj članak iz časopisa Journal of Diabetes Science and Technology (časopis znanosti i tehnologije u dijabetesu) identificira više od trideset neinvazivnih optičkih senzora glukoze i senzora za uzorkovanje tekućine koji su trenutno u razvoju ili čekaju odobrenje kroz regulatorni proces áhttps://journals.sagepub.com/doi/full/10.1177/19322968211007212ñ. U svim tim uređajima nalaze se neke fascinantni noviteti u optičkoj tehnologiji. Usredotočit ćemo se na nekoliko najznačajnijih pothvata, od kojih su neki već odobreni i objavljeni u Europi.
DiaMonTech
DiaMonTech je biotehnološki startup sa sjedištem u Njemačkoj, koji trenutno razvija tri različite verzije neinvazivnog monitora glukoze.
- D-Base, desktop uređaj (otprilike veličine kutije za cipele) namijenjen za korištenje više osoba u kliničkom okruženju
- D-Pocket, ručni uređaj koji stane u džep ili torbicu korisnika, a za mjerenje glukoze ga pritisnete prstom
- D-senzor, integrirani senzor koji se može nositi kao narukvica
Sva tri uređaja koriste istu tehnologiju za mjerenje glukoze, a koju je tvrtka nazvala “fototermalno otkrivanje”. Senzor usmjerava snop svjetlosti na kožu, koja vrlo lagano zagrijava molekule glukoze u vašoj koži (samo oko 1/1000˚C). Nakon nekoliko sekundi senzor daje očitanje glukoze na temelju uzorka apsorpcije i refleksije svjetlosti.
Iako je svaka od ovih verzija u različitoj točki procesa odobravanja, postoje dokazi da tehnologija radi te se približava razini točnosti CGM-a.
Točnost mjerača glukoze obično se opisuje metričkim sustavom koja se naziva MARD (mean absolute relative difference – srednja apsolutna relativna razlika). MARD je naveden kao postotak koji opisuje koliko odstupanje možete očekivati od očitavanja vašeg senzora od vaše stvarne razine glukoze u krvi. Općenito govoreći, što je niži postotak to je senzor precizniji. Na temelju pretkliničkih ispitivanja, D-Base ima MARD između 11,3% i 12,1%. MARD vrijednosti za Dexcom G6 i Abbott Freestyle Libre 2 CGM-ove su 9,0% odnosno 9,3%, tako da je D-Base nešto manje točan od nekih popularnih CGM-ova na današnjem tržištu.
Nijedna od verzija FDA nije odobrio, ali D-Base je 2019. godine dobio CE odobrenje za upotrebu u Europi i DiaMonTech ju je dostavio kao prethodnu prijavu za odobrenje FDA. Sva tri uređaja trenutno nisu dostupni za kupnju jer se još razvijaju kako bi se dodatno poboljšala točnost.
Apple
Tehnološki div razmišljao je o uključivanju neinvazivnog senzora glukoze u novi Apple Watch Series 7, što se nažalost nije ostvarilo. Ipak, razloga za optimizam još uvijek ima. Izvješća su nastala kao rezultat startup-a Rockley Photonics sa sjedištem u Velikoj Britaniji, jednog od Appleovih dobavljača, koji je napravio sat “clinic-on-the-wrist”, a uključujuje neinvazivni monitor. Tehnologija je prilično slična onoj koju koristi DiaMonTech i mogla bi u bliskoj budućnosti predstavljati veliki dodatak Appleovim značajkama za praćenje zdravlja.
Cnoga Medical
Cnoga je digitalni zdravstveni startup sa sjedištem u Izraelu, koji je razvio hibridni neinvazivni monitor glukoze nazvan TensorTip Combo Glucometer ili CoG. Uređaj se naziva “hibridnim” jer ga korisnici moraju kalibrirati i invazivnim i neinvazivnim mjerenjima prva tri dana korištenja. Međutim, nakon tog vremena uređaj je potpuno neinvazivan. Slično kao i kod spomenutih uređaja, CoG emitira malu količinu svjetlosti kroz vaš prst, koju umetnete u uređaj. Kako glukoza u vašoj krvi apsorbira i reflektira svjetlosni signal, isti se projicira na drugu kameru, koja obrađuje signale pomoću AI algoritma kako bi proizvela vrijednost glukoze.
CoG je mali, prijenosni uređaj koji je dobio CE odobrenje u Europi. Prema njegovoj web stranici i istraživanju uređaja, CoG je dobio MARD između 14% i 17%, tako da točnost uređaja još uvijek zaostaje za CGM-ima. Međutim, uređaj je bio, i nastavlja biti, testiran u kliničkom okruženju, a postoje planovi da tvrtka zatraži odobrenje FDA u bliskoj budućnosti.
GWave od Hagare
GWave je neinvazivni mjerač glukoze koji koristi radiofrekventne valove za kontinuirano mjerenje glukoze u krvi, a koji je kreirala Hagar, također startup trvtka sa sjedištem u Izraelu. Ovaj uređaj trenutno nije dobio CE odobrenje niti odobrenje FDA, ali je ranije ove godine istražen u pilot studiji.
Za više informacija o GWaveu, pročitajte naš članak ranije ove godine, “Wave of the Future: New Glucose Technology Could Revolutionize Care“.
Know Labs
Ovaj startup sa sjedištem u Seattleu razvio je dva neinvazivna senzora glukoze, od kojih oba koriste patentiranu tehnologiju radiofrekventnih valova pod nazivom Bio-RFID. Uređaji su sljedeći:
- KnowU, uređaj džepne veličine koji na zahtjev mjeri vašu glukozu jednostavnim postavljanjem dlana na uređaj
- UBand, kontinuirani monitor koji se nosi na zapešću
Prije ulaska u proces odobrenja FDA, kao posljednji korak, Know Labs provodi vanjske kliničke studije za svoju tehnologiju Bio-RFID. Iako je ovo još uvijek u ranoj fazi procesa, podaci iz ranih ispitivanja na ljudima prilično su obećavajući. U usporedbi s mjerenjima glukoze u prstima, Bio-RFID mjerenja su imala MARD od samo 6,7%. To je poprilično unutar standarda točnosti koji su uspostavili CGM-ovi trenutno na tržištu.
Zaključak
Naravno, ovaj je popis nepotpun; ovo su samo neki od mnogih startup-ova i biotehnoloških tvrtki koje žele razviti neinvazivni monitor glukoze. U nastavku pogledajte neke druge napore diljem svijeta za poboljšanje ove potencijalno revolucionarne metode praćenja glukoze i njeno dovođenje na tržište.
Tijekom posljednjih 100 godina napredovali smo od mjerenja glukoze u mokraći do testiranja krvi i prstiju pa sve do CGM-a. Mnogo se toga promijenilo u to vrijeme, od poboljšanja praktičnosti mjerenja do proširenja našeg bogatstva podataka o glukozi količinom mjerenja koju možemo poduzeti svaki dan. Međutim, potreba za mjerenjem iz krvi ili drugih tjelesnih tekućina je konstantna.
Dakle, je li to nada ili samo reklama da se javnost zainteresira? Iako se može činiti da regulatorne prepreke uništavaju sve nade da će neinvazivni uređaj doći na tržište, potražnja, motivacija i novac su tu da nastave razvoj. Bit će zanimljivo gledati koja od ovih malih tvrtki privlači pažnju jednog od velikih igrača u tehnologiji dijabetesa; ovo bi mogao biti trag koji će uređaj najdalje dogurati. Tehnologija se ubrzano poboljšava pa iako može proći još nekoliko godina prije nego što vidimo ove uređaje na tržištu, samo je pitanje vremena kada će zagonetka biti riješena.
Autor: Andrew Briskin
Članak je preuzet sa stranice diatribe.org
