Überwachen der Arzneimittelkonzentration bei Patienten ist entscheidend für eine wirksame Behandlung , insbesondere in Fällen von Krebs, Herzkrankheit . Epilepsie und Immunsuppression nach Organtransplantationen . Jedoch sind derzeitige Verfahren teuer, zeitaufwendig und erfordern dedizierten Personal und Infrastruktur vom Patienten weg . Veröffentlichung in Nature Chemical Biology , Wissenschaftler an der EPFL einzuführen neuartigen LeuchtsensorProteine, die schnell und einfach zu zeigen , wie viel Wirkstoff in den Blutkreislauf eines Patienten durch eine Änderung der Farbe des Lichts. Das Verfahren ist so einfach, dass sie von den Patienten selbst eingesetzt werden könnten .
Wirksame medikamentöse Behandlung stützt sich auf den Ausgleich der Effizienz und Toxizität der Droge, die den Kern der personalisierten Medizin liegt . Aber wie jeder Patient unterscheidet sich von anderen, erfordert dies eine ständige Überwachung , um die besten anpassen Medikamentendosierung und Nebenwirkungen oder sogar Vergiftung zu verhindern. Aktuelle Drogenüberwachungsmethodenverlassen sich auf Techniken, spezialisiertes Personal und teure Geräte erfordern, und müssen in Diagnoselaborsvon Point- of-Care des Patienten durchgeführt werden. Entwicklung von schnellen , kostengünstigen Verfahren könnte eine medikamentöse Therapie am Krankenbett oder der Wohnung des Patienten zu verbessern , vor allem in Gebieten mit schlechter medizinischer Infrastruktur .
Ein neues Molekül, das für die Überwachung Wirkstoffkonzentration
Kai Johnsson Team an der EPFL hat einen neuartigen Biosensor- Molekül, das schnell und präzise Wirkstoffkonzentration im System eines Patienten messen kann , ohne etwas komplizierter als eine normale Digitalkamera erfordern entwickelt. Das Molekül ist das Ergebnis innovativer Protein-Engineering und Organische Chemie , und hat gezeigt, dass für eine Reihe von gemeinsamen Medikamente gegen Krebs , Epilepsie und Immunsuppression zu arbeiten.
Die Sensormolekül wirkt durch Bindung des Arzneimittels zirkulierenden Blutstrom des Patienten und entsprechend wechselnden Farben . Das Molekül selbst besteht aus vier Komponenten . Eine Komponente ist ein Rezeptorprotein , das die Moleküle des Zielwirkstoffes binden kann. Die zweite Komponente ist ein kleines Molekül, ähnlich dem Zielwirkstoffes , die das Arzneimittel -Rezeptor binden kann. Die dritte Komponente ist ein Licht erzeugenden Enzym Luciferase, und die vierte ist eine Fluorophor -Molekül, das die Farbe des Lichts , die die Luciferase zu modifizieren kann, wenn es in der Nähe von ihm kommt.
Wenn es kein Medikament herum, der Rezeptor und der Wirkstoff - ähnliches Molekül aneinander binden . Dies bringt den Fluorophor in der Nähe der Luciferase-Enzym , und das System erzeugt ein rotes Licht. Jedoch in Gegenwart des Arzneimittels, z.B. im Blut eines Patienten , binden die Wirkstoffmoleküle den Rezeptor effizienter und somit "Push" die wirkstoffähnlichen Molekül von ihm weg. Das gesamte Sensormolekül -System eröffnet , wobei das Fluorophor von der Luciferase . Als ein Ergebnis schaltet das emittierte Licht allmählich von rot nach blau im Verhältnis zu der Konzentration des Arzneimittels .
Der Arzt oder der Patient kann das Signal sehr leicht aufnehmen , indem Sie einen Tropfen der Probe , zB Blut, auf ein Stück Papier, indem sie in einer dunklen Box und fotografieren Sie es mit einer herkömmlichen Kamera . Das Bild kann dann durch Farbmesssoftwareanalysiert , um eine durchschnittliche Messung zu erzeugen. Durch Vergleich dieser Messung mit einem Standard - Arzneimittelkonzentrationskurve, ist es einfach, die Arzneimittelkonzentration in einer Probe oder einem Blutstrom eines Patienten zu berechnen. Die Sensormolekül kann mit nahezu jeder Art von Medikament verwendet werden , da es lediglich erfordert die Änderung der Rezeptor an einem Ende und dem arzneimittelähnliche Molekül auf der anderen Seite.
Erfolgreich gegen anti- Krebs und anderen Drogen geprüft
Die EPFL -Wissenschaftler haben ihre neue Klasse von Biosensoren " Luciferase -basierte Indikatoren für Drogen " , oder LUCIDs genannt . Ihrer Vielseitigkeit zu testen, LUCIDs entwickelten sie gegen sechs handelsübliche Medikamente, darunter drei Immunsuppressiva, einem Antiepileptikum , eine antiarrhythmische und ein Antikrebsmittel . Die Arzneimittel wurden erfolgreich in vitro getestet , und die Anti-Krebs- on wurde auch gegen tatsächliche menschliche Blutplasmaprobengetestet. Das Signal von allen sechs LUCIDs wurde gezeigt genaue und sehr stabil zu sein , einer Dauer von mehr als 10 Minuten.
"Dieses System ist eine kostengünstige , effektive Lösung für die Anpassung Medikamentendosierung bei Patienten, die über eine ganze Reihe von Krankheiten ", so Rudolf Griss , einer der Autoren . Der erfolgreiche Erwerb hat ihn und Co-Autor Alberto Schena aufgefordert, eine Start-up- Unternehmen, um zu rationalisieren und zu vermarkten, die Innovation zu entwickeln . " Wir stellen uns eine einfache , handgeführten Detektor , wo der Patient einen Nadelstich Blut nehmen und kann eine unmittelbare Lektüre freien Wirkstoffkonzentration in ihrem System haben - ähnlich wie Diabetiker tun jetzt Blutzucker . "