«Умные туалеты» будут давать советы по изменению диеты, режима физических нагрузок и по режиму приёма лекарств.

Новости - Wednesday, 18 December 2019 12:34

Всего тридцать лет назад в Клубе Школа здоровья им. Эрнесто Рома рекомендовали собирать порцию свежей получасовой мочи для коррекции дозы инсулина и порции принимаемых Хлебных Единиц. Наука сделала очередной спиральный виток…

По сообщению журнала Nature Medicine Digital Носимые технологии и цифровые платформы быстро изменили наше представлениео мониторинге нашего здоровья и изменили охоту на биомаркеры и методы проведения клинических исследований ... но модернизация до скромного туалета может обеспечить самую большую революцию из всех, утверждают исследователи.

Команда ученых из Университета Висконсин-Мэдисон и Исследовательского института Моргриджа считает, что «огромный» спектр метаболической информации о здоровье, содержащейся в нашей моче, может предвещать новую революцию в мониторинге здоровья и персонализации питания и медицины.

Под руководством профессора Джошуа Куна и Яна Миллера команда отметила, что моча содержит «жидкую историю» пищевых привычек, физических упражнений, приема лекарств, режима сна и других вариантов образа жизни - с метаболическими связями более чем с 600 состояниями человека, включая серьезные такие состояния, как рак, диабет и заболевания почек.

Кун, управляющий Национальным центром количественной биологии сложных систем США, сказал, что идея метамасштабного анализа мочи заинтриговала его в течение некоторого времени.

«Джош упомянул об этом на групповой встрече, и это было встречено смехом», -прокомментировал Миллер. «Я думал, вы знаете, я вроде как идея. Я уже отслеживать немного этот материал в своей повседневной жизни.»

«Поэтому мы вышли, купили пару кулеров - холодильников и начали собирать мочу», - добавил Кун.

Идея горшка?

Пара задала два важных вопроса: во-первых, могут ли частые наблюдения и тестирование образцов мочи предоставлять полезную информацию в реальном времени о здоровье человека? И, во-вторых, можно ли адаптировать технологическую платформу к туалетам, которая сделает процесс сбора простым, точным и доступным?

В статье « Цифровая медицина природы» приводятся данные экспериментального исследования, которое может дать многообещающие ответы на этот первый вопрос. Ведущие исследователи собрали образцы собственной мочи в течение 10-дневного периода, и все они были представлены для испытаний с газовой хроматографией и масс-спектрометрией для полного считывания метаболических признаков.

В совокупности они предоставили 110 образцов мочи за десять дней, но также использовали носимые технологии для отслеживания частоты сердечных сокращений и шагов, потребления калорий и режима сна. Кун и Миллер сказали, что образцы содержат «замечательный» отпечаток здоровья, который следует за приливами и отливами повседневной жизни. Например, они отметили, что в дополнение ко всем пригодным для носки данным и образцам мочи, они также вели учет потребления кофе и алкоголя - обнаружив, что биомаркеры мочи, имеющие известную связь с обоими этими напитками, были тщательно измерены. Кроме того, когда один из них принимал ацетаминофен, его

измеряли в моче по скачку интенсивности заряда ионов. Пара исследователей также обнаружила, что метаболические воздействия упражнений и сна могут быть измерены с большой точностью по анализу мочи.

Из лаборатории в уборную

Исследовательская группа Coon в настоящее время разрабатывает туалет, который будет включать портативный масс-спектрометр, который может распознавать человека и обрабатывать образцы по различным показателям.

Ученые планируют установить туалет в своем исследовательском здании и расширить группу пользователей до дюжины и более индивидуумов.

«Мы знаем в лаборатории, что можем сделать эти измерения», - сказал Кун. «И мы уверены , что мы можем разработать туалет , который может образец полностью проанализировать образец мочи».

«Я думаю, что реальная проблема заключается в том, что нам придется инвестировать в разработку, чтобы сделать этот инструмент достаточно простым и достаточно дешевым. Вот где это будет либо идти далеко или не произойдёт вообще».

Он отметил, что, в то время как в настоящее время проводится анализ низкомолекулярных масс-спектров на машинах стоимостью 300 000 долл. США, портативные технологии масс-спектрометрии существуют всего за одну десятую этой стоимости.

В самом деле, он предположил, что при таком большом рынке затраты на технологии могут в конечном итоге достичь разумного порога затрат. «Почти каждый автомобиль на дороге сложнее, чем этот портативный масс- спектрометр», - сказал он.

Тем не менее, команда признала, что помимо технологических и экономических проблем, связанных с созданием такого устройства, существует также широкий спектр этических проблем при сборе, хранении, обмене и интерпретации персонализированной метаболической информации.

Как может работать интегрированная система «умного туалета».

«Хотя эти проблемы будут препятствовать разработке такого биосенсора, мы представляем этот набор данных и сопровождающий интерактивный веб- инструмент визуализации, чтобы поделиться нашим оптимизмом», - сказали авторы.

«Мы считаем , что если непрерывно сдается анализ мочи по определённому метаболиту, то это дает многообещающую возможность интеграции с современными цифровыми технологиями.»

Персонализация обещаний.

В то время как в пилотном исследовании не рассматривались конкретные вопросы о здоровье, команда исследователей говорит, что существует много возможностей. Например, частый отбор мочи может помочь показать, как люди метаболизируют определенные наркотики способами, которые могут быть и здоровыми или опасными. Кроме того, по мере того, как население стареет с большей долей домашнего ухода, анализы мочи будут показывать, правильно ли принимаются лекарства и имеют ли они желаемый эффект.

Кун также считает, что концепция «умного туалета» может иметь серьезные последствия для здоровья населения, во многом аналогично базе данных генома человека «Все мы» Национального института здравоохранения.

«Если бы у вас было десятки тысяч пользователей, и вы могли бы соотнести эти данные со здоровьем и образом жизни, вы могли бы начать иметь реальные диагностические возможности», - предложил он.

Источник: журнал Nature Medicine Digital

Издатель онлайн, Open Access, DOI: 10.1038 / s41746-019-0185-у

Авторы: Ian J. Miller