Ma vai a cagare! Le “toilette intelligenti” possono essere la prossima fonte di dati sulla salute?

MADISON – Le tecnologie indossabili e intelligenti stanno trasformando la capacità di monitorare e migliorare la salute, ma un prodotto decisamente a bassa tecnologia – l’umile toilette – potrebbe avere il potenziale per superarli tutti.

Questa è la conclusione di un team di scienziati del metabolismo dell’Università del Wisconsin-Madison e del Morgridge Institute for Research, che stanno lavorando per mettere a punto la straordinaria gamma di informazioni sulla salute metabolica contenute nelle urine per la medicina personalizzata.

L’urina contiene una storia liquida virtuale delle abitudini alimentari, dell’esercizio fisico, dell’uso di farmaci, dei modelli di sonno e di altre scelte di vita di una persona. L’urina contiene anche collegamenti metabolici a oltre 600 condizioni umane, tra cui alcuni dei principali assassini come il cancro, il diabete e le malattie renali.

Il team ha due domande essenziali. In primo luogo, un frequente monitoraggio e test dei campioni di urina possono ottenere utili informazioni in tempo reale sulla salute di un individuo? E in secondo luogo, una piattaforma tecnologica può essere adattata ai servizi igienici in grado di rendere il processo di raccolta semplice, accurato e conveniente?

Hanno ricevuto alcune promettenti risposte alla prima domanda in un piccolo studio pilota condotto quest’anno, i cui risultati sono stati pubblicati nel numero dell’11 novembre della rivista Nature Digital Medicine. Due soggetti di ricerca hanno costantemente raccolto tutti i campioni di urina per un periodo di 10 giorni, sottoponendoli a test con gascromatografia e spettrometria di massa per una lettura completa delle firme metaboliche.

Le materie di cui sopra sono anche autori principali dell’articolo: Joshua Coon, Thomas e Margaret Pyle Chair presso il Morgridge Institute e UW-Madison professore di chimica e chimica biomolecolare; e Ian Miller, scienziato di dati del Coon Research Group. Collettivamente hanno fornito 110 campioni nell’arco di 10 giorni e pure usato la tecnologia indossabile per tenere traccia delle frequenze cardiache e dei passi, del consumo di calorie e dei modelli di sonno.

I risultati? I campioni contengono infatti un’impressionante impronta digitale della salute che segue i flussi e riflussi della vita quotidiana. Ad esempio, i soggetti hanno tenuto traccia del consumo di caffè e alcol e sono stati misurati abbondantemente i biomarcatori con una connessione nota con entrambe quelle bevande. Un soggetto ha assunto il paracetamolo, che è stato misurato nelle urine da un picco di intensità ionica. Anche le uscite metaboliche dell’esercizio e del sonno potrebbero essere misurate con precisione.

Il prossimo passo: il Coon Research Group sta progettando una toilette che incorporerà uno spettrometro di massa portatile in grado di riconoscere l’individuo ed elaborare i campioni su una varietà di argomenti. Hanno in programma di installare la toilette nel loro edificio di ricerca ed espandere il gruppo di utenti a una dozzina o più di soggetti. Coon afferma che il design è “un po ‘simile a Rube Goldberg” ma funzionale.

“Sappiamo che in laboratorio possiamo effettuare queste misurazioni”, afferma Coon. “E siamo abbastanza sicuri di poter progettare un gabinetto in grado di campionare l’urina. Penso che la vera sfida sia che dovremo investire nell’ingegneria per rendere questo strumento abbastanza semplice ed economico. Ecco dove andrà lontano o non succede affatto “.

Mentre l’esperimento pilota ha esaminato le questioni di salute, esistono molte possibilità. Ad esempio, i test potrebbero mostrare come un individuo metabolizza determinati tipi di farmaci soggetti a prescrizione medica, in modi che potrebbero essere sani o pericolosi. Inoltre, con l’invecchiamento della popolazione con più cure a domicilio, i test delle urine indicano se i farmaci vengono assunti correttamente e hanno l’effetto previsto.

Coon ritiene inoltre che il concetto di “toilette intelligente” potrebbe avere importanti implicazioni per la salute della popolazione, non diversamente dal database del genoma umano “Tutti noi” del National Institutes of Health. “Se avessi decine di migliaia di utenti e potessi correlare questi dati con la salute e lo stile di vita, potresti iniziare ad avere reali capacità diagnostiche”, afferma. Potrebbe fornire un avviso tempestivo di epidemie virali o batteriche.

Coon, che dirige il National Center for Quantitative Biology of Complex Systems, afferma che l’idea del test delle urine su scala metrica lo abbia incuriosito per qualche tempo. “Una volta Josh ne ha parlato in una riunione di gruppo ed è stato accolto dalle risate”, ricorda Miller. “Ho pensato, sai, mi piace un po ‘l’idea. Ho già tracciato molta di questa roba nella mia vita di tutti i giorni.”

Aggiunge Coon: “Quindi siamo usciti e abbiamo comprato un paio di dispositivi di raffreddamento e iniziato a collezionare”.

Mentre le analisi di piccole molecole su specifiche di massa vengono eseguite su macchine da $ 300.000, Coon afferma che le tecnologie portatili di specifiche di massa esistono al decimo di tale costo. Dice che con un mercato così massiccio, alla fine potrebbero raggiungere una soglia di costo ragionevole.

“Quasi tutte le automobili sulla strada sono più complicate di quello spettrometro di massa portatile”, afferma.