Nicht-invasive Glukosemessung mit Lasertechnologie ((Raman))

Diabetes mellitus (DM), verursacht durch eine Störung des Glukosestoffwechsels, ist eine weltweite Epidemie. Es wird prognostiziert, dass es bis zum Jahr 2035 ungefähr 592 Millionen Diabetiker geben wird. Der Blutzuckerspiegel (BG) wird durch die Insulinsekretion fein reguliert, und alle Defekte in der Sekretion oder Funktion können zu DM führen. Da bisher keine etablierte medizinische Intervention für DM bekannt ist, ist die kontinuierliche Überwachung des BZ die einzige Möglichkeit, sekundäre metabolische Komplikationen wie Schlaganfälle, Herzinfarkte, Bluthochdruck, Erblindung und Koma zu vermeiden. Die Diagnose und therapeutische Überwachung von Diabetes erfordert die direkte Messung von Plasma- (oder Blut-) Glucose. Die Messung des Nüchternglukosespiegels ist der bevorzugte Test zur Diagnose von Diabetes bei Kindern und nicht schwangeren Erwachsenen, während der orale Glukosetoleranztest (OGTT) die bevorzugte Methode zur Diagnose von Schwangerschaftsdiabetes ist. Darüber hinaus benötigen Patienten mit einer etablierten Diagnose von insulinabhängigem Diabetes (alle Typ-I- und viele Typ-II-Diabetes) häufige Glukosemessungen zur therapeutischen Überwachung. Das Aufkommen von tragbaren Glukosesensoren hat es Patienten ermöglicht, den BZ-Wert selbst zu überwachen. Die häufige Überwachung erfordert eine kleine Blutprobe (< 1 µl), die durch „Fingerstich“ und elektrochemische Messung mit einem tragbaren „Glukometer“ gewonnen wird. Das Verfahren ist jedoch unbequem, führt zu einer schlechten Patienten-Compliance und es fehlt an der Bereitstellung von Echtzeitinformationen über Konzentrationsänderungen. Ungeachtet des durchgeführten klinischen Tests ist derzeit die Entnahme von Blut oder interstitieller Flüssigkeit zur Messung der BZ-Spiegel erforderlich.

Die vorgeschlagene Studie basiert auf vorläufigen Forschungsarbeiten, die vom MIT Laser Biomedical Research Center (LBRC) unterstützt wurden, und auf vielversprechenden Ergebnissen, die mit spektroskopischen Blutzuckermessungen im Labor, in einem experimentellen Tiermodell und in einer kleinen Kohorte von freiwilligen Probanden erzielt wurden. Um die nicht-invasive Glukosemessung zu einer praktikablen klinischen Technologie zu machen, ist jedoch eine methodische Implementierung und Validierung vom Labor bis zum Krankenbett erforderlich. In dem Antrag schlagen wir vor, dieses Ziel durch eine sorgfältig konzipierte translationale Forschungsstudie zu erreichen, die speziell entwickelte Instrumente und Methoden für die vorklinische Validierung und frühe klinische Studien an Menschen einsetzt. Diese Studien werden die Datenkomplexität schrittweise erhöhen und in einer klinischen Studie an menschlichen Probanden sowie einem nicht-invasiven, spektroskopischen Glukosetoleranztest als Alternative zum OGTT gipfeln.