Oddech unikatowy jak odcisk palca? Sprawdzą to naukowcy z AGH

Tak jak każdy człowiek ma swój unikatowy odcisk palca, tak też bardzo prawdopodobne jest, że charakteryzuje się indywidualnym zestawem związków zawartych w wydychanym powietrzu. Jeśli badania naukowców z AGH potwierdzą tę hipotezę, oddech mógłby stać się kolejnym bioidentyfikatorem, np. do potwierdzania tożsamości.

Poszukiwaniem tego „oddechowego odcisku” (exhaled breath pattern) i jego sposobu wykrywania zajmuje się dr hab. inż. Artur Rydosz, profesor Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.

– Dopiero staramy się rozgryźć, czy to w ogóle jest możliwe, tzn. czy z 3,5 tys. związków, które dotychczas wykryto w wydychanym powietrzu, da się znaleźć taki indywidualny zestaw, oddechowy wzór (pattern) danej osoby, który dodatkowo nie będzie się zmieniał ze względu na aktualny stan zdrowia czy przebyte choroby – mówi dr Rydosz.

Pierwsze tego typu badania, prowadzone w Stanach Zjednoczonych, wydają się obiecujące. Przebadano tysiąc osób i otrzymano tyle samo różnych profili oddechowych. – Oczywiście, należy zweryfikować, czy nie wpłynęły na to zewnętrzne czynniki, np. inne miejsce badania czy inna aparatura, jednak pierwsze analizy wydają się optymistyczne. Sama hipoteza znana jest od lat 70. XX wieku, gdy zaczęto zauważać, że profil oddechowy jest w pewnym stopniu indywidualny. Porównując oddechy różnych osób, możemy bowiem znaleźć związki, które są takie same, które się znacząco różnią, a więc mogą być takimi biomarkerami różnych chorób; jest pewna koncentracja związków związana z obserwowanym obrazem klinicznym, ale są też związki, których nie da się tak łatwo porównać. One mogą właśnie świadczyć o unikatowości oddechu – wskazuje naukowiec.

Jeśli hipoteza się potwierdzi, oddech mógłby stać się kolejnym bioidentyfikatorem, np. do potwierdzania tożsamości. Współczesna medycyna wykorzystuje już wiedzę na temat oddechowych biomarkerów. – Z oddechu można wykryć m.in. cukrzycę, astmę, choroby nowotworowe, choroby płuc, nerek, jelit. Tych przykładów i rozwiązań jest coraz więcej – przypomina dr Rydosz.

Jednym z takich przykładów jest urządzenie, nad którym pracuje zespół dr. Rydosza. Chodzi o alkomat dla diabetyków (roboczo określany jako diabetomat), który działaniem i wyglądem przypomina zwykły alkomat, ale zamiast w wydychanym powietrzu mierzyć zawartość etanolu, określa poziom ciał ketonowych i tym samym pozwala zdiagnozować cukrzycę oraz monitorować jej przebieg. Badania kliniczne tego urządzenia trwają.

Z kolei badania nad „oddechowym odciskiem” niebawem się rozpoczną. Zespół z AGH będzie je prowadził w ramach swoich badań osób chorych na cukrzycę i rozwijania diabetomatu. – W trakcie pomiarów biomarkerów cukrzycowych u naszych pacjentów będziemy też chcieli przy okazji zobaczyć, czy można wyróżnić grupę związków silnie zindywidualizowanych, i czy to w ogóle jest możliwe – zaznacza dr Rydosz.

Naukowiec przyznaje jednak, że jest to szalenie trudna hipoteza badawcza, jednak prowadzenie tych badań jest niezwykle ciekawe poznawczo. – Jeżeli nawet główna hipoteza się nie potwierdzi, to jestem przekonany, że przy okazji uda się odkryć inne biomarkery, a poprzez nasze publikacje i wyniki zachęcimy innych naukowców do badań. Często się zapomina, że dużo przełomowych odkryć powstało przez przypadek – wskazuje specjalista.

Do badania oddechowych profili ludzi potrzebny jest zaawansowany technicznie sprzęt. – Analizatory referencyjne to bardzo skomplikowane urządzenia i bardzo drogie. Obecnie czekamy na wyniki konkursu na grant aparaturowy z Ministerstwa Edukacji i Nauki, na sfinansowanie porządnego analizatora referencyjnego, który kosztuje 3,5 mln zł. Jego nabycie usytuuje nas w czołówce europejskiej i wtedy będziemy mogli szukać zagranicznych partnerów – podkreśla dr hab. inż. Artur Rydosz.