De technologie, ontwikkeld door onderzoekers van Imperial College London en The University of Hong Kong, kan worden gebruikt om hormonen te meten die de vruchtbaarheid beïnvloeden, seksuele ontwikkeling en menstruatie sneller en goedkoper dan de huidige methoden.

Het werk, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , vond plaats in de afdeling Chemie van het Imperial College London en de School of Biomedical Sciences aan de Universiteit van Hong Kong. Het werd getest bij patiënten in het Hammersmith Hospital, onderdeel van Imperial College Healthcare NHS Trust.

Een derde van de vrouwen in Engeland lijdt aan ernstige reproductieve gezondheidsproblemen zoals onvruchtbaarheid en vroege menopauze. Artsen diagnosticeren deze aandoeningen meestal door een bloedtest uit te voeren om de hoeveelheid luteïniserend hormoon (LH) in het monster te meten. De huidige bloedtesten kunnen de stijging en daling van de LH-spiegels, die van vitaal belang zijn voor een normale vruchtbaarheid, niet gemakkelijk meten - de zogenaamde LH-pulspatronen die verband houden met reproductieve stoornissen. Het is momenteel niet haalbaar om LH-pulspatronen in een klinische setting te meten, aangezien artsen gedurende ten minste acht uur elke 10 minuten een bloedmonster van patiënten moeten nemen. In aanvulling, de analyse van deze monsters is tijdrovend omdat het bloed naar een laboratorium moet worden gestuurd en testen duur is.

De onderzoekers achter de proef hebben een nieuwe biosensor gebruikt die is gekoppeld aan een robotsysteem, die ze Robotic APTamer-enabled Electrochemical Reader (RAPTER) noemen. Het heeft het potentieel om de klinische zorg voor patiënten met reproductieve aandoeningen te transformeren door de hormoonpatronen van patiënten in realtime te volgen. In de studie, het prototype RAPTER-apparaat werd gebruikt om LH te meten in het bloed van patiënten die om de tien minuten werden afgenomen om onmiddellijk resultaat te geven.

Het team gelooft dat het de weg kan effenen voor meer gepersonaliseerde geneeskunde. Ze hopen dat de technologie kan worden ontwikkeld om clinici een duidelijker beeld te geven van de LH-pulsatiliteit en om effectievere behandelingen voor te stellen op basis van de individuele behoeften.

Professor Waljit Dhillo, een van de hoofdauteurs en NIHR Research Professor in Endocrinology and Metabolism aan het Imperial College London, zei:

"Reproductieve gezondheidsproblemen komen veel voor bij vrouwen in het VK en over de hele wereld. De diagnose van sommige van deze aandoeningen kan lang duren, wat resulteert in vertragingen in de behandeling. Reproductieve gezondheidsproblemen kunnen ook van invloed zijn op het mentale en fysieke welzijn van vrouwen. Er is een duidelijke behoefte aan nieuwe en betere manieren om deze aandoeningen sneller te diagnosticeren.Onze technologie zal clinici een snellere en nauwkeurigere diagnose kunnen geven van hormoonpulsatiliteit die de reproductieve gezondheid beïnvloedt, wat zou kunnen leiden tot betere en meer gerichte behandelingen voor vrouwen."

In de studie, die plaatsvonden tussen 2015 en 2019, onderzoekers gebruikten de RAPTER om LH-pulspatronen te meten van 441 bloedmonsters van vrouwen die ofwel een normale reproductieve functie hadden, menopauze waren, of hypothalamische amenorroe had, een aandoening waarbij de menstruatie van een vrouw stopt. Het grootschalige apparaat gaf vervolgens een onmiddellijke aflezing.

In samenwerking met onderzoekers van de universiteiten van Bristol en Exeter, het team gebruikte vervolgens een wiskundige methode, de Bayesiaanse spectrumanalyse (BSA), om een ​​algemene score van LH-pulsniveaus te geven. De resultaten werden vergeleken met huidige tests om LH-niveaus te meten.

Het RAPTER-platform kon veranderingen in LH-pulspatronen detecteren bij patiënten met reproductieve aandoeningen. Het was ook in staat om voor het eerst onderscheid te maken tussen verschillende patiëntencohorten met behulp van deze nieuwe technologie. Bijvoorbeeld, vrouwen met de menopauze hebben hoge LH-spiegels in vergelijking met gezonde vruchtbare vrouwen met normale LH-spiegels, of vrouwen met hypothalamische amenorroe die lage LH-spiegels hebben. In tegenstelling tot de huidige methoden, de test is goedkoop en kan direct resultaten opleveren.

Het team zal nu werken aan het verfijnen van de technologie om een ​​kleinere sensor te creëren die lijkt op een glucosemonitoringapparaat dat kan worden gebruikt om continu veranderingen in LH-niveaus van patiënten in de kliniek of op afstand te volgen en die in de komende drie tot vijf jaar beschikbaar zou kunnen zijn.

Professor Tony Cass, een senior auteur van de studie van de afdeling scheikunde van het Imperial College London, zei:

"We hebben technologie ontwikkeld die LH-pulsatiliteit bij patiënten sneller en goedkoper kan meten dan de huidige methoden. We zullen nu werken aan het toegankelijker maken van de technologie voor de kliniek door het apparaat kleiner te maken, die een revolutie teweeg kunnen brengen in de klinische zorg voor patiënten met reproductieve of andere aandoeningen."

Dr. Julian Tanner, een senior auteur van de studie van de LKS Faculteit der Geneeskunde aan de Universiteit van Hong Kong, voegde eraan toe dat de technologie ook kan worden ontwikkeld om andere hormonen zoals cortisol te controleren. Hij voegde eraan toe:"De detectiemethodologie die we hebben ontwikkeld voor LH-detectie is breed toepasbaar voor realtime monitoring van allerlei soorten biomoleculen die verband houden met gezondheid en welzijn. Opwindend, met verder onderzoek zou deze technologie kunnen worden aangepast voor geïmplanteerde sensoren die gezondheidsmonitoring in allerlei contexten kunnen transformeren."