К тому моменту, когда болезнь Паркинсона вызывает заметные симптомы, такие как потеря мышечного контроля, она часто переходит в стадию, трудно поддающуюся лечению. В попытке обнаружить болезнь на ранней стадии ученые разработали "электронный нос", который способен ее учуять.

Устройство измеряет концентрацию летучих органических соединений в кожном сале, вырабатываемом сальными железами кожи. Depositphotos

 

Люди с болезнью Паркинсона выделяют большее, чем обычно, количество кожного сала - вещества, вырабатываемого сальными железами кожи. Кроме того, в этом кожном сале содержится повышенное количество определенных летучих органических соединений, что придает ему характерный запах.

За редким исключением, этот запах не может быть обнаружен человеком. Его можно проанализировать методом газовой хроматографии/масс-спектрометрии, но это занимает много времени и требует громоздкого и дорогостоящего оборудования, расположенного в специализированных учреждениях.

(A) Дизайн системы AIO; сплошная красная линия: газовый тракт системы в режиме отбора проб; пунктирная синяя линия - газовый тракт системы в режиме анализа. (B) Процесс клинических экспериментов: (1) была записана основная информация об участниках; (2) на спину участников была положена марлевая салфетка для выделения ЛОС кожного сала, затем образец марли был помещен в стеклянную бутылку с инертным коричневым фоновым газом; (3) бутылки транспортировались в пакетах со льдом; (4) образцы были доставлены в лабораторию и помещены в холодильник; (5) аналитические эксперименты проводились на собранных образцах системой AIO для получения профилей запаха (созданных с помощью BioRender.com).

 

В попытке перенести такое тестирование в обычные клиники и кабинеты врачей, ученые из китайского университета Чжэцзян создали "электронный нос". Портативный прототип устройства ( которое совершенно не похоже на нос человека) сочетает в себе технологию газовой хроматографии и так называемый датчик поверхностных акустических волн - последний измеряет концентрацию определенных газов на основе их взаимодействия со звуковой волной.

Исследователи взяли мазки с верхней части спины 31 пациента с болезнью Паркинсона и 32 здоровых добровольцев, чтобы получить образцы сальных желез, которые были проанализированы прибором E-Nose. Используя алгоритмы машинного обучения, прибор смог определить три пахучих соединения - октанал, гексилацетат и периллиловый альдегид, которые значительно отличались по концентрации между двумя группами.

Физическое изображение датчика SAW.

 

Используя эту диагностическую модель, "электронный нос" был использован для анализа еще 24 образцов кожного сала, половина из которых была получена от пациентов с болезнью Паркинсона, а половина - от лиц, свободных этой болезни. Было установлено, что прибор с точностью 70,8% определяет, кто из людей страдает этим заболеванием, причем этот показатель увеличивается до 79,2%, когда анализируется полный спектр запахов тела каждого человека (болезнь Паркинсона также приводит к увеличению производства дрожжевых клеток рода Candida, а также определенных ферментов и гормонов).

Предполагается, что после дальнейшей разработки технологии, которая предполагает тестирование на большем количестве людей, ее точность должна значительно возрасти.

Исследование описано в статье, которая недавно была опубликована в журнале ACS Omega.

Источники: Американское химическое общество
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsomega.1c05060
 https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/presspacs/2022/acs-presspac-february-23-2022/e-nose-could-someday-diagnose-parkinsons-disease-by-smelling-skin.html