Ελληνική ερευνητική ομάδα αναπτύσσει συσκευή που θα μετρά αν ένας δύτης ή ένας αστροναύτης κινδυνεύει από συγκέντρωση φυσαλίδων στο αίμα

Ενα μικρό τσίμπημα στο δάχτυλο, μια σταγόνα από το αίμα σας μπαίνει στο μικροσκόπιο και μόλις στεγνώσει, ο γιατρός λέει με μια ματιά αν η εγκυμοσύνη σας θα διακοπεί πρόωρα, αν έχετε ηπατίτιδα ή αν έχετε προσβληθεί από καρκίνο. Δεν πρόκειται για σκηνή από κάποια «προχωρημένη» τηλεοπτική σειρά στα ίχνη των «CSΙ» αλλά για μια γεύση από το άμεσο μέλλον. Μια νέα τεχνική που αναπτύσσεται από ερευνητές του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου υπόσχεται ακριβώς αυτό: γρήγορη και χαμηλού κόστους ιατρική διάγνωση μόνο από το αποτύπωμα που αφήνει μια σταγόνα αίματος όταν εξατμιστεί.

Η πρωτοποριακή ανακοίνωση έγινε πρόσφατα στο 4ο Διεθνές Συνέδριο για Διεπιφάνειες Φυσαλίδων και Σταγόνων που διοργανώθηκε- για πρώτη φορά στην Ελλάδα- από το Τμήμα Χημείας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ).«Η ιδέα»λέει μιλώντας στο «Βήμα» οΚελίλ Σεφιάν , αναπληρωτής καθηγητής του Τμήματος Χημικής Μηχανικής του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου και επικεφαλής της ομάδας των ερευνητών,«βασίζεται στο γεγονός ότι μια σταγόνα αίματος, όταν στεγνώνει,αφήνει ως αποτύπωμα ένα συγκεκριμένο μοτίβο. Θελήσαμε να δούμε αν το μοτίβο αυτό συνδέεται με την υγεία του δότη της και, όπως φαίνεται, αυτό ισχύει».

Οπως εξηγεί ο κ. Σεφιάν, κάθε υγρό που περιέχει αιωρήματα από σωματίδια, όπως το αίμα, αφήνει, όταν εξατμίζεται, ένα ίχνος.«Για να καταλάβετε, είναι κάτι ανάλογο με τους λεκέδες του καφέ. O καφές περιέχει νερό και σκόνη καφέ, όταν μια σταγόνα του εξατμίζεταιτο νερό φεύγει και μένουν τα υπολείμματα της σκόνης». Στο αίμα, βέβαια, τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά.«Μια σταγόνα αίματος αποτελεί ένα διάλυμα που περιέχει ορρό, ερυθρά και λευκά αιμοσφαίρια, άλατα και πρωτεΐνες». Ανάλογα με τις αναλογίες στις οποίες υπάρχουν κάθε φορά αυτά τα συστατικά- και οι οποίες δίνουν μια εικόνα για την κατάσταση του οργανισμού- τα αποτυπώματα που εμφανίζονται είναι διαφορετικά.

Οι ερευνητές προσπαθούν τώρα

να συνδυάσουν τις διάφορες παθήσεις με τα αποτυπώματα που εμφανίζουν οι διάφορες σταγόνες αίματος μετά την εξάτμισή τους.«Τα πρώτα αποτελέσματα δείχνουν ότι πράγματι μπορούμε να συνδέσουμε αυτά τα μοτίβα με την υγεία του προσώπου από το οποίο προέρχεται το αίμα»λέει ο ερευνητής. «Εξετάζοντας ομάδες ατόμων που έχουν την ίδια πάθηση παίρνουμε μοτίβα που μοιάζουν πάρα πολύ μεταξύ τους. Η μέθοδος απαιτεί ακόμη πολλή δουλειά για να φθάσει να χρησιμοποιείται στον τομέα της Υγείας,πρόκειται όμως για μια πολλά υποσχόμενη τεχνική».

Προς το παρόν επιτυγχάνεται η διάγνωση μεμονωμένων και συγκεκριμένων ασθενειών- όπως π.χ. ο καρκίνος του μαστού ή η ηπατίτιδα-, οι έρευνες όμως για την τελειοποίηση της μεθόδου συνεχίζονται. «Οι ασθένειες που έχουμε να εξετάσουμε είναι πάρα πολλές, επιλέξαμε όμως να ξεκινήσουμε με τις πιο απλές»λέει ο κ. Σεφιάν. Αυτό γιατί η πολυπλοκότητα του μοτίβου εξαρτάται από την πολυπλοκότητα της πάθησης. Κάποιες φαίνονται να εντοπίζονται πιο εύκολα.«Ορισμένες παθήσεις» επισημαίνει«αφήνουν πολύ ξεκάθαρα μοτίβα ώστε να μπορούμε να πούμε με βεβαιότητα ότι η καθεμιά τους συνδέεται με συγκεκριμένο μοτίβο». Για άλλες χρειάζεται περισσότερη δουλειά, και σε αυτό ακριβώς θα επικεντρωθούν οι προσπάθειες από εδώ και πέρα. Από το εργαστήριο ως την εφαρμογή στα νοσοκομεία ο δρόμος ενδέχεται να είναι μακρύς, ο κ. Σεφιάν όμως είναι αισιόδοξος, ότι, αργά ή γρήγορα, η νέα μέθοδος θα αποτελεί διαδικασία ρουτίνας.«Η πρότασή μας»τονίζει«είναι φθηνή και γρήγορη σε σύγκριση με τις υπάρχουσες τεχνικές και μπορεί να δώσει αμέσως μια πρώτη εικόνα. Αν οι ειδικοί δεν είναι βέβαιοι, μπορούν να κάνουν περαιτέρω εξετάσεις.Αν όμως η εικόνα είναι σαφής έχουν αμέσως μια απάντηση».

Η μοναδική ελληνική συμμετοχή στο συνέδριο ήταν αυτή του Τμήματος Χημείας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου της Θεσσαλονίκης. Η ομάδα του επίκουρου καθηγητήΘοδωρή Καραπάντσιου παρουσίασε αποτελέσματα μετρήσεων από μια συσκευή ανίχνευσης φυσαλίδων στο αίμα, που έχει αναλάβει να αναπτύξει για λογαριασμό του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος (ΕSΑ).

Η δημιουργία φυσαλίδων στο αίμα και τους ιστούς αποτελεί την αιτία της νόσου αποσυμπίεσηςτης λεγόμενης νόσου των δυτών – η οποία μπορεί να προκαλέσει σοβαρές βλάβες στον οργανισμό ή και θάνατο και δεν απειλεί μόνο τους δύτες που ανεβαίνουν απότομα από τα μεγάλα βάθη στην επιφάνεια αλλά και τους αστροναύτες όταν πραγματοποιούν διαστημικούς περιπάτους, όταν δηλαδή βγαίνουν, φορώντας ειδικές στολές, έξω από τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ΔΔΣ) για να εκτελέσουν διάφορες εργασίες.

«Στόχος μας»λέει μιλώντας στο «Βήμα» ο κ. Καραπάντσιος«είναι να φτιάξουμε μια συσκευή η οποία θα τοποθετηθεί μέσα στη στολή των αστροναυτών και θα αποτελεί ένα σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης ότι υπάρχει εμφάνιση φυσαλίδων ώστε να τους ανασύρουν στον διαστημικό σταθμό χωρίς να δημιουργηθεί πρόβλημα». Οπως εξηγεί ο κ. Καραπάντσιος, η ανάπτυξη των φυσαλίδων οφείλεται στη διαφορά της πίεσης. Μέσα στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό η πίεση είναι όση και στην επιφάνεια της Γης, αλλά μέσα στη στολή των αστροναυτών είναι πολύ μικρότερη- περίπου το μισό ή και το ένα τρίτο της γήινης ατμοσφαιρικής πίεσης, ανάλογα με το αν πρόκειται για ρώσους ή αμερικανούς αστροναύτες. Αυτή η μείωση της πίεσης όταν είναι παρατεταμένη, όπως γίνεται συνήθως στους διαστημικούς περιπάτους, ή απότομη, όπως στην περίπτωση που ο δύτης ανεβεί γρήγορα από μεγάλο σε μικρότερο βάθος, δημιουργεί υπερκορεσμό του αίματος σε άζωτο, με αποτέλεσμα αυτό να «εκροφάται» παίρνοντας αέρια μορφή και να δημιουργούνται φυσαλίδες.

Αν και η νόσος των δυτών δεν φαίνεται να εμφανίζεται στους αστροναύτες τόσο συχνά όσο ίσως αναμενόταν, η εξεύρεση ενός τρόπου έγκαιρης διάγνωσής της είναι σημαντική, με χρησιμότητα η οποία δεν περιορίζεται στις διαστημικές αποστολές. Αυτό ωστόσο δεν είναι απλό. Ο μηχανισμός με τον οποίο αναπτύσσονται οι φυσαλίδες και η διαδρομή που ακολουθούν μέσα στον οργανισμό άρχισαν να μελετώνται σχετικά πρόσφατα και ακόμη δεν είναι απόλυτα κατανοητά στους επιστήμονες. Και, φυσικά, συσκευή ανίχνευσης που να επιτρέπει τον εντοπισμό των φυσαλίδων στο αίμα πριν αυτές γίνουν επικίνδυνες δεν υπάρχει.

Η ΝΑSΑ έχει αναθέσει τη συγκεκριμένη «αποστολή» σε μια ομάδα αμερικανών ερευνητών που διερευνά τη λύση του προβλήματος μέσω της ανάπτυξης μιας νέας συσκευής υπερήχων, χωρίς όμως ικανοποιητικά αποτελέσματα ως τώρα. Η ΕSΑ, αντίστοιχα, ανέθεσε το έργο σε μια ομάδα στη Σουηδία και στην ομάδα του ΑΠΘ. Οι σουηδοί ερευνητές επέλεξαν ως μέθοδο τη μέτρηση των οξειδίων του αζώτου στην εκπνοή, η προσπάθειά τους όμως έχει παγώσει περιμένοντας την εμφάνιση νέων, πιο ευαίσθητων και εκλεκτικών αισθητήρων. Οι έλληνες ερευνητές κινήθηκαν σε άλλη κατεύθυνση, αναπτύσσοντας μια πρωτότυπη «ηλεκτρική» τεχνική η οποία, όπως όλα δείχνουν, αποδεικνύεται επιτυχής.

Πρόσφατα οι έρευνες πέρασαν στο στάδιο δοκιμών σε ζώα- χοίρους, γιατί η φυσιολογία τους μοιάζει με αυτή των ανθρώπων περισσότερο από ό,τι άλλων ζώωνκαι τα πρώτα πειράματα είναι παραπάνω από ενθαρρυντικά.«Αν δεν είχαμε φθάσει σε αυτό το στάδιο, θα δίσταζα ακόμη και να το ανακοινώσω»λέει ο κ. Καραπάντσιος. «Το ότι πήραμε σήματα που δείχνουν ότι ανιχνεύονται φυσαλίδες μέσα σε πραγματικές αρτηρίες μάς ενθουσίασε και μας δίνει κουράγιο για τη συνέχεια. Αυτό που μένει είναι να γίνουν εκτεταμένα πειράματα ώστε να μπορέσουμε να τεκμηριώσουμε ποσοτικά την παρουσία των φυσαλίδων στο αίμα. Αν με ρωτάτε όμως αν έχουμε την ικανότητα να μετρήσουμε, σας λέω “ναι”».

Η ελληνική ομάδα, την οποία συντονίζει ο κ. Καραπάντσιος, αποτελείται από ερευνητές του Τμήματος Χημείας του ΑΠΘ (Σωτήρης ΕυγενίδηςκαιΚωνσταντίνος Ζαχαρίας), καθηγητές της Κτηνιατρικής Σχολής του ΑΠΘ ( Λυσίμαχος Παπάζογλου,Μιχάλης Πατσίκας,Ιωάννης ΣάββαςκαιΓεώργιος Καζάκος) και από τον ιατρό Θοδωρή Μεσημέρη, διευθυντή της μονάδας Υπερβαρικής Ιατρικής του Νοσοκομείου Αγιος Παύλος στη Θεσσαλονίκη.

Οι έλληνες ερευνητές ξεκίνησαν από τα βασικά, προσπαθώντας κατ΄ αρχάς να περιγράψουν τους μηχανισμούς ανάπτυξης και κίνησης των φυσαλίδων.«Είμαστε σε καλό δρόμο,όχι μόνο για να δούμε αν υπάρχουν φυσαλίδες ή όχι αλλά και για να πούμε πόσες είναι, πόσο τοις εκατό του όγκου καλύπτεται από αυτές μέσα στο αίμα και να δώσουμε μια πρώτη εκτίμηση για το μέγεθος τους»λέει ο κ. Καραπάντσιος. Οσον αφορά τις δοκιμές σε ανθρώπους, οι οποίες αποτελούν την επόμενη και καθοριστική φάση, ακόμη δεν έχει αποφασιστεί ποιο σημείο του σώματος είναι καταλληλότερο για τη μέτρηση. Επικρατέστερη θέση φαίνεται αυτή τη στιγμή η άνω κοίλη

φλέβα, η οποία βρίσκεται κοντά στην καρδιά και συλλέγει το αίμα της κεφαλής, του τραχήλου, των άνω άκρων και των τοιχωμάτων των σπλάγχνων του θώρακα. Η συσκευή των ελλήνων ερευνητών λειτουργεί με ηλεκτρόδια, με έναν τρόπο ανάλογο με αυτόν του καρδιογράφου, έχει όμως μια πρωτοτυπία: Δεν μετράει την τάση του ρεύματος, γιατί αυτή δεν μπορεί να δώσει αξιόπιστα αποτελέσματα εφόσον η ιονική ισχύς του οργανισμού ενδέχεται να διαφέρει από μέρα σε μέρα ανάλογα με την ψυχολογική και σωματική μας κατάσταση ή με το τι έχουμε φάει και το τι έχουμε πιει.«Εμείς δεν παίρνουμε την πληροφορία από την τιμή των βολτ, από το επίπεδο δηλαδή του σήματος» εξηγεί ο κ. Καραπάντσιος.«Την παίρνουμε από τις συχνότητες που εμφανίζονται σε κυματοειδή μορφή, δηλαδή από τη φασματική του συμπεριφορά».

Ο καθηγητής δεν είναι ακόμη σε θέση να πει ποια μορφή θα έχει ακριβώς η τελική συσκευή που θα αναπτυχθεί. Ξέρει όμως ότι μπορεί να βρει χρήσιμες εφαρμογές όχι μόνο στο Διάστημα αλλά και εδώ στη Γη. Κατ΄ αρχάς θα βοηθήσει τους δύτες, οι οποίοι θα μπορούν να την έχουν μαζί τους στην κατάδυση. Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην Υπερβαρική Ιατρική, μια μέθοδο ταχύτερης ίασης με την πρόσληψη οξυγόνου αυξημένης μερικής πίεσης η οποία, αν και τώρα αρχίζει να γίνεται γνωστή στην Ελλάδα, είναι ήδη διαδεδομένη στο εξωτερικό. Οι ασθενείς που θέλουν να γίνουν γρήγορα καλά- π.χ. έπειτα από μια χειρουργική επέμβαση, μια κάκωση ή ένα κάταγμα- μπαίνουν σε έναν θάλαμο ανάλογο με αυτόν της αποσυμπίεσης των δυτών και αναπνέουν αέρα πλούσιο σε οξυγόνο σε πίεση μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική. Ενα τέτοιο βοήθημα θα διευκόλυνε σημαντικά την όλη διαδικασία.

Ηδη, πάντως, το πρώτο μηχάνημα που αναπτύχθηκε για τα πειράματα στο εργαστήριο προωθείται από την ΕSΑ για βιομηχανικές εφαρμογές στην Ευρώπη ενώ προγραμματίζεται να χρησιμοποιηθεί και σε ένα μελλοντικό πείραμα διφασικής ροής στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, το οποίο ενδέχεται να αποτελέσει το πρώτο πείραμα μικροβαρυτικής έρευνας στον ΔΔΣ με ελληνικό σχεδιασμό και συντονισμό.

Οσο για την τελική διαγνωστική συσκευή, αυτή που θα χρησιμοποιηθεί στις στολές των αστροναυτών, στις καταδύσεις των δυτών και στα νοσοκομεία, θα χρειαστεί ακόμη να περιμένουμείσως όμως όχι για πολύ.«Βρισκόμαστε στα μέσα της διαδρομής» λέει ο κ. Καραπάντσιος«τα πειράματα όμως που ξεκινήσαμε στα ζώα μάς κάνουν να ελπίζουμε ότι πλησιάζουμε τον στόχο μας. Βέβαια, το τελικό και πιο σημαντικό τεστ θα είναι οι δοκιμές σε ανθρώπους και αυτό απαιτεί προσεκτική προετοιμασία,μεθοδικότητα και κυρίως υπομονή και επιμονή από όλους μας».

Πηγή : Το Βήμα