Исследовательская группа Университета Флориды разрабатывает минимально инвазивную технологию, которая в перспективе может помочь выявлять эндометриоз на более ранних стадиях и с большей точностью. Проект, возглавляемый профессором электротехники и компьютерной инженерии Лаурой Ким, Ph.D., получил трёхлетний грант NIH Trailblazer Award и объединяет экспертизу в области квантового сенсинга, биомедицинской инженерии и гинекологии.
Решение сохраняющейся диагностической проблемы
Эндометриоз — хроническое воспалительное заболевание, при котором ткань, сходная с выстилкой матки, разрастается за пределами матки. Он может вызывать тазовую боль, болезненные менструации, боль во время полового акта, бесплодие и другие симптомы, однако клинические проявления значительно различаются у разных пациентов.
Диагностика нередко откладывается. Симптомы могут быть ошибочно приняты за проявления других гинекологических или желудочно-кишечных заболеваний, а существующие диагностические алгоритмы не предусматривают простого, надёжного и неинвазивного теста для выявления заболевания на ранних стадиях. Во многих случаях подтверждение диагноза традиционно зависело от хирургической визуализации, обычно посредством лапароскопии, хотя клиническая оценка и методы визуализации также играют важную роль в обследовании пациентов.
Проект Университета Флориды направлен на устранение этого пробела — не путём предложения уже доступного диагностического теста, а посредством изучения того, способен ли новый тип биологического измерения обеспечить более ранний сигнал заболевания.
Как работает технология
Команда Ким разрабатывает платформу квантового сенсинга на основе алмаза, способную обнаруживать чрезвычайно слабые магнитные сигналы на микроскопическом уровне. Предполагается, что сенсоры будут измерять биологические характеристики, которые трудно выявить с помощью традиционных диагностических инструментов.
В основе технологии лежат необычные сенсорные свойства специально обработанного алмаза. Крошечные дефекты внутри алмаза могут выполнять функцию квантовых зондов, реагируя на изменения окружающей среды и позволяя исследователям обнаруживать магнитную информацию. Аналогичные сенсоры на основе алмаза изучаются для проведения биологических и клеточных измерений, однако в рамках проекта Университета Флориды технология Ким будет применена в новом клиническом контексте — для биомедицинских исследований и изучения эндометриоза.
Исследователи надеются, что сигналы, связанные с тканями при эндометриозе, в перспективе можно будет измерять более непосредственно и количественно. Однако на данном этапе проект сосредоточен на разработке и оценке платформы. Пока не продемонстрировано, что сенсор способен диагностировать эндометриоз у пациентов или заменить хирургическое вмешательство.
Междисциплинарный проект
В состав исследовательской группы входят Джон Добсон, Ph.D., заслуженный профессор биомедицинской инженерии, и Амира Кеведо, M.D., доцент кафедры акушерства и гинекологии. Кеведо будет выполнять функции основного клинического исследователя, помогая определить, каким образом технологию можно оценивать с использованием образцов тканей пациенток с эндометриозом, а также содействуя набору участников через Центр передового опыта UF Health по оказанию помощи пациенткам со сложными формами эндометриоза.
Это сотрудничество имеет центральное значение для проекта. Инженерная экспертиза необходима для разработки и совершенствования сенсора, тогда как клиническая экспертиза требуется для определения значимых биологических вопросов, получения соответствующих образцов и оценки того, сможет ли технология в перспективе вписаться в реальную гинекологическую практику.
Исследователи рассматривают эндометриоз как первое клиническое применение этой платформы, одновременно отмечая её потенциальные возможности для более широкого использования в магнитной и метаболической диагностике в сфере женского здоровья.
Что может изменить более ранняя диагностика
Более ранняя диагностика может сократить период, в течение которого пациентки испытывают симптомы без чёткого объяснения их причины. Она также может позволить врачам раньше начать соответствующее лечение и наблюдение, потенциально уменьшая совокупные последствия нелеченного заболевания.
Однако более раннее выявление не решит автоматически все существующие проблемы. Эндометриоз характеризуется значительной биологической и клинической гетерогенностью, и эффективный диагностический инструмент должен будет отличать связанные с заболеванием сигналы от нормальной вариабельности тканей и других причин тазовой боли. Кроме того, необходимо будет оценить его точность при различных стадиях и формах заболевания.
Таким образом, цель проекта является амбициозной, но пока носит исследовательский характер: разработать платформу, которая потенциально сможет обеспечить более простой и количественный подход к диагностике. Трёхлетний грант NIH позволит определить, сможет ли эта технология перейти от инженерной концепции к инструменту, имеющему клиническую значимость.
Источник: University of Florida
