Дофамин — один из ключевых нейромедиаторов, регулирующих движение, обучение, мотивацию и эмоции. Его дисбаланс связан с целым рядом неврологических и психических расстройств: при болезни Паркинсона уровень дофамина падает, при шизофрении может повышаться. Традиционные методы измерения дофамина требуют забора крови, анализа мочи или имплантации датчиков — это либо долго, либо травматично.
Группа исследователей под руководством Нефтали Ленина Вильярреаль Карреньо из Федерального университета Пелотаса в Бразилии предложила принципиально иной подход: измерять дофамин по слезам. Слезы легко и безболезненно собрать, и они могут быть ценным источником информации о состоянии нервной системы.
Ученые разработали недорогой электрохимический сенсор размером примерно с почтовую марку. Его изготовили из тонкой пластиковой пленки, часть которой с помощью лазера превратили в графен — электропроводящий материал. Когда дофамин вступает в реакцию с графеном, сенсор генерирует электрический сигнал, пропорциональный концентрации нейромедиатора.
В лабораторных испытаниях датчик тестировали на искусственных человеческих слезах с добавлением разных концентраций дофамина. Результат впечатляет: сенсор точно определял дофамин в диапазоне от уровня ниже здорового (ранняя стадия) и до концентраций, характерных для болезни Паркинсона, а также в три раза выше нормы. При этом он работал стабильно даже в присутствии других соединений, обычно содержащихся в слезах.
Наш датчик может обнаруживать дофамин от уровней значительно ниже здорового базового уровня до концентраций, превышающих его в три раза. Это означает, что можно выявить начальное падение дофамина на ранней стадии, что критически важно для своевременного и активного терапевтического вмешательства.
Технология открывает путь к созданию портативных устройств для мониторинга неврологических биомаркеров по простому образцу слезы — без уколов, без операций, без очередей в лаборатории. «Мы стремимся облегчить сверхраннее выявление неврологических расстройств, создавая возможности для клинических вмешательств до того, как проявятся основные симптомы», — говорит Карреньо. Исследование опубликовано в научном журнале ACS Omega.
Ранее Наука Mail рассказывала об открытии подтипов болезни Паркинсона.