Эпоха дополненной реальности

Придуманный студентом Гарварда метод использует недавно разработанную технологию впрыска микроскопических проб крови в капиллярный канал микрофлюидного анализатора, где кровяные тельца, заключенные в микроскопические капли плазмы, выстраиваются в «колонну по одному». В некоторых из подобных устройств используются образцы размером всего 100 нанометров. Затем Дэйви проводит стандартную для молекулярно-биологического анализа полимеразную цепную реакцию (ПЦР), которая позволяет выделить канцерогенные фрагменты ДНК и получить множество их копий. После этого проба в капиллярном канале облучается лазером, и по показателям яркости определяется, содержит каждая исследуемая капля раковую ДНК или нет.

Преимущество этой технологии – в ее сверхчувствительности, поскольку я могу выявить даже единственную раковую клетку среди миллиардов здоровых кровяных телец… Кроме того, процесс в высшей степени избирательный, поскольку позволяет безошибочно относить выявленную патологию к определенному типу онкологии благодаря амплификации ДНК.

Нил Дэйви, студент Школы инженерно-прикладных наук имени Джона А. Полсона (Гарвардский университет)

До последнего времени единственным безошибочным методом диагностики рака являлась биопсия, а взятие пробы для нее остается процедурой крайне инвазивной, нередко требующей применения хирургии. Микрофлюидная диагностика безопаснее, быстрее, безболезненнее, – и стоит она на порядок дешевле общепринятых на сегодня методов.

В скором времени микрофлюидика кардинально изменит наши представления о медицинской диагностике как таковой. По сути, какие из клинических лабораторных исследований на выявление всех мыслимых патологий ни возьми, – будь то повышенный холестерин или диабет, заболевания почек или печени, дефицит железа и анемия, сердечно-сосудистые заболевания, мочеполовые инфекции, гепатит, ВИЧ и другие вирусные инфекции, – все они основаны на анализе крови, мочи, кала или иных проб тканей или жидкостей организма. Кровь для анализа нередко приходится брать из вены, и в немалом количестве, чтобы получить достоверные результаты. И в этом плане технологические достижения приведут к по-настоящему прорывным изменениям.

Рисунок 5.7.Проба крови для анализатора DMI rHEALTH Tricorder

Хотя последние отзывы о проекте Theranos неоднозначны[259], это порождение Кремниевой долины стало первой попыткой по-настоящему радикального решения вышеописанной проблемы. В рамках проекта Theranos разработаны методы анализа крови, позволяющие выявлять десятки патологий по нескольким каплям крови, взятым из пальца. В аптечной сети Walgreens на всей территории США теперь достаточно показать провизору документ, удостоверяющий личность, и направление от врача, и можно на месте сдать такой анализ и получить его результаты. При этом по одной пробе может быть проведено сразу несколько исследований, что часто многократно удешевляет анализ по сравнению с традиционной методикой. Стандартное клиническое лабораторное исследование на холестерин, например, в США обходится в среднем в 50 долларов, а на оборудовании Theranos в сети аптек Walgreens за него берут около трех долларов.

Впрочем, зачем нам вообще куда-то ходить – будь то в аптеку, к врачу или в лабораторию? В 2014 году премия Tricorder XPrize, учрежденная Питером Диамандисом и спонсируемая несколькими крупными ИТ-компаниями, включая Nokia и Qualcomm, была присуждена основанной в 2006 году компании DNA Medical Institute (DMI). К тому времени компания получила гранты и поддержку от НАСА, Национальных институтов здравоохранения (NIH), Фонда Билла и Мелинды Гейтс и многих других фондов поддержки развития инновационных технологий. Одной из разработок DMI является устройство rHEALTH (сокращение от Robot – «робот» или Remote – «дистанционное» и Health – «здоровье»).

Рисунок 5.8.Настольный анализатор DMI rHEALTH (источник: DMI и XPrize Foundation)

Рисунок 5.9. Анализатор Scanadu Scout (источник: Scanadu)

Диагностическая система rHEALTH требует от пациента всего одной капли крови. Эту каплю помещают в крошечную пробирку, где проба смешивается с наночастицами и реактивами, после чего полученный коктейль пропускается через спиральный микромиксер и прогоняется сквозь строй лазерных детекторов поглощения и рассеяния света. По выявленным отклонениям от нормы ставится диагноз, с которым можно ознакомиться на смартфоне, к которому через интерфейс Bluetooth подключено устройство.