Носимые, умные технологии трансформируют способность контролировать и улучшать здоровье. Однако у совсем не технологичного товара – унитаза – есть возможность обойти их по эффективности.
К такому выводу пришла команда ученых-метаболистов из Висконсинского университета в Мадисоне и Исследовательского института Моргриджа, которые разрабатывают идею получения информации о состоянии здоровья из показателей мочи.
Моча содержит «историю» питания человека, его физической активности, приема лекарственных средств, режима сна и других особенностей образа жизни. Моча также может сигнализировать о более чем 600 заболеваний, в том числе раке, диабете и почечных болезнях.
У команды есть два важных вопроса. Во-первых, может ли частый мониторинг и тестирование образцов мочи давать полезную информацию о состоянии здоровья в режиме реального времени? И, во-вторых, можно ли оснастить унитазы необходимым техническим оборудованием, сделав их при этом простыми для сборки и доступными по цене?
Они получили несколько многообещающих ответов на первый вопрос в небольшом экспериментальном исследовании, проведенном в этом году, результаты которого были опубликованы в Nature Digital Medicine. Два объекта исследования последовательно собирали все образцы мочи в течение 10-дневного периода. Образцы исследовались посредством газовой хроматографии, масс-спектрометрии для получения метаболических признаков.
Двое участников, оказавшиеся ведущими авторами статьи: Джошуа Кун, представляющий институт Моргриджа, профессор биомолекулярной химии в Мадисоне и Ян Миллер, специалист по данным из Исследовательской группы Куна. В совокупности они предоставили 110 образцов за 10-дневный период, а также использовали носимые технологии для отслеживания частоты сердечных сокращений, количества сделанных шагов, потребленных калорий и режима сна.
Каковы результаты? Образцы действительно содержат большое количество данных о здоровье. Например, испытуемые вели учет потребления кофе и алкоголя. Биомаркеры, связанные с этими напитками, при том менялись, что отображалось при анализе мочи. Один субъект принимал парацетамол, который менял мочу скачком интенсивности ионов. Метаболические изменения, связанные с физической активностью и режимом сна, также обнаруживались и точно измерялись.
Теперь исследовательская группа Куна разрабатывает унитаз, который будет включать портативный масс-спектрометр, определяющий пользователя и обрабатывая его образцы по различным параметрам. Они планируют установить унитаз в своем здании и расширить группу пользователей до дюжины или более. Представители группы отмечают, что дизайн довольно забавный, но функциональный.
«Мы знаем, что эти измерения могут быть выполнены. Мы уверены, что сможем спроектировать унитаз, который бы брал пробы мочи. Реальная проблема заключается в том, что нам придется вкладывать средства в разработку, чтобы сделать этот инструмент достаточно простым и дешевым. Либо все получится прекрасно, либо с идей придется попрощаться». – отмечают в группе.
Хотя эксперимент не рассматривал проблемы со здоровьем, возможности для такого функционала есть. Например, тестирование может показать, как человек реагирует на определенные рецептурные лекарства, могут ли они быть для него опасны. По мере увеличения возраста пользователя, анализы мочи будут показывать, правильно ли принимаются лекарства и имеют ли они желаемый эффект.
В группе также считают, что концепция «умного туалета» может иметь серьезные последствия для здоровья населения, во многом как база данных генома человека Национального института здоровья «Каждый из нас». «Если бы у вас были данные десятков тысяч пользователей, и вы могли бы соотнести эти данные со здоровьем и образом жизни, вы могли бы получить реальные диагностические возможности», – отмечает Кун. «Это может обеспечить раннее предупреждение о вирусных или бактериальных вспышках».
Кун, управляющий Национальным центром количественной биологии сложных систем, говорит, что идея метамасштабного анализа мочи заинтриговала его достаточно давно. «Джош упомянул об этом на групповой встрече, и все рассмеялись», – вспоминает Миллер. «А я подумал, не такая уж плохая идея. Я давно отслеживаю такие вещи в моей повседневной жизни». Кун добавляет: «Итак, мы вышли, купили пару бутылок и начали сбор».
В то время как массовые анализы малых молекул выполняются на машинах стоимость в 300 000 долларов, Кун отмечает, что портативные технологии могут стоить в десятки раз меньше. Огромный рынок со временем доведет их стоимость до разумной.
«Почти каждый автомобиль на дороге сложнее, чем этот портативный масс-спектрометр», – подчеркивает он.