Atemtest für Opioide zeigt vielversprechende in Pilotstudie

Wissenschaftler, die einen Atemtest für Opioid-Medikamente entwickelt haben, berichten, dass die ersten Ergebnisse vielversprechend aussehen.

Die Ergebnisse neuer Forschungsergebnisse legen nahe, dass ein Atemtest möglicherweise bald Opioidmetaboliten im Körper nachweisen kann.

Eine Pilotstudie mit nur einer Handvoll Personen berichtete über Atemtestergebnisse, die gut mit denen von Bluttests korrelierten.

Die Ergebnisse sind in einem aktuellen Journal of Breath Research Papier.

Nach der Validierung mit größeren Studien sieht das Team eine tragbare Version des Atemtests vor, die eine Opioiderkennung nahezu in Echtzeit „fast überall“ ermöglichen könnte.

Beispiele für eine solche Verwendung sind Arzneimittelbehandlungseinrichtungen, das Haus, Straßenränder, Notfallsituationen und andere Bereiche mit eingeschränktem Zugang zur Gesundheitsversorgung.

"Es gibt einige Möglichkeiten, wie wir glauben, dass dies Auswirkungen auf die Gesellschaft haben könnte", sagt die Co-Senior-Studienautorin Cristina E. Davis, Professorin und Lehrstuhl für Maschinenbau und Luft- und Raumfahrttechnik an der University of California (UC) in Davis.

Opioide und ihre Wirkungen

In ihrer Studienarbeit erklären die Autoren, dass viele Menschen mit Schmerzen leben, oft aufgrund von Erkrankungen.

Zunächst greifen Menschen mit Schmerzen nach rezeptfreien Medikamenten wie Ibuprofen und Paracetamol, um häufig festzustellen, dass sie bei mittelschweren und starken Schmerzen unwirksam sind.

Deshalb suchen sie Hilfe bei ihren Ärzten, die üblicherweise Opioide und andere starke Schmerzmittel für chronische Schmerzzustände verschreiben. Opioide können als Teil eines genau überwachten Programms zur Schmerzkontrolle wirksam sein. Darüber hinaus sind sie kostengünstig und haben eine „hohe Patientenakzeptanz“.

Opioide sind eine Klasse von Medikamenten, die Opioidrezeptoren im Gehirn aktivieren. Der Effekt beruhigt den Körper, verlangsamt die Atmung und blockiert Schmerzen.

Der Körper stellt auch natürliche Opioide her, aber deren Mengen reichen nicht aus, um starke Schmerzen zu blockieren oder eine Überdosis zu verursachen.

Einige Opioide wie Codein und Morphin stammen aus der Schlafmohnpflanze, ebenso wie die illegale Droge Heroin.

Andere Opioide sind entweder halbsynthetische Derivate der Mohnblume, einschließlich Oxycodon und Hydrocodon, oder vollsynthetisch wie Fentanyl und Tramadol.

Opioide interagieren mit dem Belohnungssystem, um Dopamin freizusetzen, einen chemischen Botenstoff, den das Gehirn in vielen Kreisläufen verwendet, einschließlich solcher, die Bewegung, Motivation und Lustgefühle steuern.

Eine Überaktivierung des Belohnungssystems führt zu den Höhen und der Euphorie, nach denen viele Menschen suchen, die Drogen missbrauchen.

Opioidmissbrauch ist eine „ernsthafte Gesundheitskrise“.

Obwohl Opioide bei der Behandlung von Schmerzen durchaus wirksam sein können, ist ihr übermäßiger Gebrauch und Missbrauch nach Angaben der Forscher, die hinter der aktuellen Studie stehen, mittlerweile eine „ernsthafte Gesundheitskrise auf der ganzen Welt“.

Allein in den USA sterben täglich mehr als 130 Menschen an einer Überdosis Opioid.

Die Fähigkeit, Opioide und die Verbindungen zu identifizieren, in die sie im Körper zerfallen, ist nicht nur wichtig, um die korrekte Anwendung zu überwachen, sondern auch um medizinische Entscheidungen zu treffen und Nebenwirkungen zu verhindern, die durch Wechselwirkungen mit anderen Arzneimitteln entstehen können.

Der Goldstandard für die Opioidbewertung ist die chemische Prüfung von Blut- und Urinproben. Diagnosetests in Umgebungen, die von Sport bis Forensik reichen und medizinische Kliniken umfassen, stützen sich auf diese Methode.

"Allerdings", bemerken die Autoren, "kann die Gewinnung von Blut und Urin in nichtklinischen und nicht freiwilligen Umgebungen schwierig sein."

Ich muss verstehen, wie Opioide abgebaut werden

Sie erklären weiter, dass es bei der Entwicklung von Methoden zum Nachweis von Arzneimitteln wichtig ist, nicht nur bestimmte Arzneimittel zu erkennen, sondern auch zu verstehen, was mit den Verbindungen passiert, wenn sie sich durch den Körper arbeiten. Dieses Wissen gehört zum Bereich der Pharmakokinetik.

Obwohl großes Interesse daran besteht, das Vorhandensein und die Anzahl von Arzneimitteln im Körper mithilfe der Atemanalyse nachzuweisen, gibt es nur wenige Studien darüber, wie diese Methode hinsichtlich der Pharmakokinetik dem Goldstandard der Blutuntersuchung entspricht.

Um die Methode zu entwickeln, sammelten die Forscher Atemproben von einer kleinen Gruppe von Freiwilligen, während sie normal in ein spezielles Gerät einatmeten. Sie sammelten zwei Proben von jeder Person im Abstand von 90 Minuten.

Sie verwendeten Trockeneis, um die Proben in einem Röhrchen abzukühlen, bis sie Tröpfchen bildeten, und lagerten die Tröpfchen dann in einem Gefrierschrank, um auf den Test zu warten.

Die Freiwilligen waren Patienten, die im UC Davis Medical Center Infusionen oder orale Dosen von Opioid-Medikamenten erhielten.

Vielversprechende Korrelationen mit den Blutwerten

Die Forscher verwendeten Flüssigchromatographie und Massenspektrometrie, um die in den Atemtröpfchenproben vorhandenen Verbindungen zu identifizieren.

Einige der von ihnen nachgewiesenen Metaboliten befanden sich in den abgekühlten Tröpfchen, während andere sich in dem Lösungsmittel befanden, mit dem sie Verbindungen entfernt hatten, die möglicherweise an der Glasoberfläche des Kühlrohrs hafteten.

"Wir können sowohl das Originalarzneimittel als auch die Metaboliten im ausgeatmeten Atem sehen."

Prof. Cristina E. Davis

Das Team verglich auch die Ergebnisse der Atemtröpfchen mit denen der Blutuntersuchungen, um die Pharmakokinetik der Medikamente zu erklären.

Die Autoren kommen zu dem Schluss, dass "[t] seine Pilotstudie vielversprechende Korrelationen zwischen Wirkstoffkonzentrationen in Blut und Atem zu verschiedenen Zeitpunkten zeigte" für mehrere der von ihnen identifizierten Metaboliten.

Prof. Davis sagt, dass die Validierung des Atemtests weitere Versuche mit viel mehr Daten aus größeren Gruppen erfordern wird. Sie und ihre Kollegen setzen ihre Bemühungen fort, einen Test zu entwickeln, der in Echtzeit funktioniert.

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