Czy niewidzialny tusz z mikroigłami może ujawnić, czy dzieci były szczepione?


Mikronadel e1639751500427

Śledzenie szczepień pozostaje poważnym wyzwaniem w krajach rozwijających się, a nawet w wielu krajach rozwiniętych dokumenty gubią się, a rodzice zapominają, czy ich dziecko jest na bieżąco. Teraz grupa naukowców z Massachusetts Institute of Technology opracowała nowatorski sposób rozwiązania tego problemu: wszczepienie zapisu bezpośrednio w skórę.

Wszczepienie Paszportu Szczepień bezpośrednio w skórę

Wraz ze szczepionką, dziecku wstrzyknięto by odrobinę barwnika, który jest niewidoczny gołym okiem, ale łatwo go dostrzec za pomocą specjalnego filtra w telefonie komórkowym, w połączeniu z aplikacją, która świeci na skórę światłem bliskim podczerwieni. Oczekuje się, że barwnik będzie działał do pięciu lat, zgodnie z testami przeprowadzonymi na skórze świni i szczura oraz na skórze ludzkiej w naczyniu.

System - który nie był jeszcze testowany u dzieci - zapewniłby szybki i łatwy dostęp do historii szczepień, pozwoliłby uniknąć ryzyka błędów urzędniczych i w niewielkim stopniu zwiększyłby koszty lub ryzyko procedury, jak wynika z badania, opublikowanego w środę w Science Translational Medicine.

"Szczególnie w krajach rozwijających się, gdzie dokumentacja medyczna może nie być tak kompletna lub tak dostępna, posiadanie informacji medycznych bezpośrednio związanych z daną osobą może być wartościowe" - mówi Mark Prausnitz, profesor bioinżynierii w Georgia Institute of Technology, który nie brał udziału w nowym badaniu. Taki system rejestrowania informacji medycznych musi być niezwykle dyskretny i akceptowalny dla osoby, której informacje zdrowotne są rejestrowane, oraz jej rodziny" - mówi. "To, moim zdaniem, jest całkiem interesujący sposób na osiągnięcie tych celów".

 

Badania, prowadzone przez bioinżynierów z M.I.T. Roberta Langera i Anę Jaklenec oraz ich współpracowników, wykorzystują plaster z maleńkimi igłami zwanymi mikroigłami, aby zapewnić skuteczną szczepionkę bez zaciskającego zęby ukłucia. Mikroigły są osadzone w urządzeniu przypominającym plaster Band-Aid, które umieszcza się na skórze; nie jest wymagana wykwalifikowana pielęgniarka lub technik. Szczepionki podawane za pomocą mikroigieł nie muszą być przechowywane w lodówce, co zmniejsza zarówno koszty, jak i trudności związane z ich podawaniem - twierdzą Langer i Jaklenec.

Dostarczenie barwnika wymagało od badaczy znalezienia czegoś, co byłoby bezpieczne i działałoby wystarczająco długo, aby było użyteczne. "To naprawdę największe wyzwanie, jakie pokonaliśmy w tym projekcie" - mówi Jaklenec, dodając, że zespół przetestował wiele dostępnych na rynku barwników, które mogłyby być stosowane w organizmie, ale nie mógł znaleźć żadnego, który wytrzymałby wystawienie na działanie światła słonecznego. W końcu zespół użył technologii zwanej kropkami kwantowymi, maleńkimi kryształami półprzewodnikowymi, które odbijają światło i zostały pierwotnie opracowane do oznaczania komórek podczas badań. Wykazano, że barwnik ten jest bezpieczny dla ludzi.

Micro
Zbliżenie obrazu mikroskopowego układu mikroigieł, który mógłby dostarczać kropki kwantowe do skóry. Credit: K.J. McHugh et al. Science Translational Medicine (2019)

 

Podejście to budzi pewne obawy dotyczące prywatności, mówi Prausnitz, który pomógł wynaleźć technologię mikroigieł i kieruje Centrum Projektowania, Rozwoju i Dostarczania Leków w Georgia Tech. "Pacjenci mogą mieć inne obawy związane z byciem 'wytatuowanym', noszeniem na ciele osobistych informacji medycznych lub innymi aspektami tego nieznanego podejścia do przechowywania dokumentacji medycznej" - mówi. "Różni ludzie i różne kultury będą prawdopodobnie inaczej odczuwać posiadanie niewidzialnego tatuażu medycznego".

Kiedy ludzie wciąż byli szczepieni na ospę, która od tego czasu została wyeliminowana na całym świecie, otrzymywali widoczną bliznę na ramieniu po zastrzyku, co ułatwiało identyfikację osób zaszczepionych i niezaszczepionych, mówi Jaklenec. "Ale oczywiście nie chcieliśmy, aby ludzie mieli blizny" - mówi Jaklenec, zauważając, że jej zespół szukał identyfikatora, który byłby niewidoczny gołym okiem. Naukowcy chcieli również uniknąć technologii, które mogłyby wzbudzić jeszcze większe obawy dotyczące prywatności, takie jak skanowanie tęczówki oka i bazy danych z nazwiskami i danymi umożliwiającymi identyfikację, mówi Jaklenec.

Praca ta została sfinansowana przez Fundację Billa i Melindy Gatesów i powstała dzięki bezpośredniej prośbie założyciela Microsoftu i filantropa Billa Gatesa, który wspiera wysiłki zmierzające do wyeliminowania chorób takich jak polio i odra na całym świecie - mówi Jaklenec. "Jeśli nie mamy dobrych danych, naprawdę trudno jest wyeliminować choroby" - mówi.

Quantum
Kropki kwantowe po podaniu w skórę gryzoni. Credit: K.J. McHugh et al. Science Translational Medicine (2019)

 

Badacze mają nadzieję dodać do kropek bardziej szczegółowe informacje, takie jak data szczepienia. Wraz z nimi, zespół chce ostatecznie wstrzyknąć czujniki, które mogłyby być potencjalnie wykorzystane do śledzenia aspektów zdrowia, takich jak poziom insuliny u diabetyków, mówi Jaklenec.

To podejście będzie prawdopodobnie jednym z wielu próbujących rozwiązać problem przechowywania informacji medycznych poszczególnych osób, mówi Ruchit Nagar, student czwartego roku Harvard Medical School, który również nie brał udziału w nowym badaniu. Prowadzi on firmę o nazwie Khushi Baby, która również stara się stworzyć system do śledzenia takich informacji, w tym historii szczepień, w krajach rozwijających się.

Pracując w północnoindyjskim stanie Radżastan, Nagar i jego zespół opracowali naszyjnik, przypominający ten noszony lokalnie, który kompresuje, szyfruje i zabezpiecza hasłem informacje medyczne.

Naszyjnik wykorzystuje tę samą technologię, co chipy RFID (radio-frequency identification) - takie jak te stosowane w odzieży detalicznej lub śliniakach sportowców - i zapewnia pracownikom służby zdrowia dostęp do historii ciąży matki, wykresu wzrostu jej dziecka i historii szczepień, a także sugestie dotyczące szczepień i innych zabiegów, które mogą być potrzebne, mówi.

Nagar zdaje sobie jednak sprawę z możliwych obaw, jakie budzi każda tego typu technologia. "Należy rozważyć kwestię przekazu i adekwatności kulturowej" - mówi.