Diabetes? Knip een vingernagel!

Eenvoudige, goedkope en niet-invasieve test vergemakkelijkt diagnose diabetes mellitus in ontwikkelingslanden
 

Paul, een Congolese man van 45 jaar, is diabetespatiënt. Zonder de juiste medicatie en medische begeleiding heeft hij veel kans op ernstige problemen met bloedvaten, ogen, nieren, zenuwen en voeten. Paul weet echter niet dat hij aan de ziekte lijdt. Stel u maar eens voor: je leeft in een moeilijk bereikbaar dorp, ver weg van alle medische faciliteiten. De kans dat een hulpverlener de diagnose van diabetes bij Paul stelt is uitermate klein. Klassieke testen voor het diagnosticeren van de ziekte bestaan namelijk allen uit de analyse van een bloedstaal in een laboratorium. In dit eindwerk werd echter een nieuwe test ontwikkeld die, door het gebruik van vingernagelfragmenten en goedkope apparatuur, de potentie heeft om ter plaatse de diagnose van diabetes te stellen. Alle benodigdheden passen namelijk in een gewone auto en er worden geen reagentia gebruikt. Geknipte vingernagels zijn tevens veel stabieler dan bloedstalen en de afname vergt geen medisch getraind personeel. Wordt de diagnose van diabetes mellitus op deze manier kinderspel?

Diabetes in ontwikkelingslanden

Diabetes mellitus (suikerziekte), een groep van metabole ziekten gekenmerkt door chronisch verhoogde bloedglucosespiegels, werd vroeger voornamelijk aanzien als een ziekte van de rijke ‘westerse’ wereld. Deze stelling is echter reeds geruime tijd achterhaald. Door o.a. een ongecontroleerde verstedelijking komt de ziekte namelijk steeds meer voor in ontwikkelingslanden (o.a. Afrikaanse en Aziatische landen). Zo werd berekend dat in deze landen het aantal volwassenen met diabetes met 69% zal stijgen tussen 2010 en 2030 (t.o.v. 20% stijging in de westerse wereld). Om deze spectaculaire stijging het hoofd te bieden is een snelle diagnose en behandeling van de ziekte van cruciaal belang. Spijtig genoeg botst men hier echter met de realiteit: de gezondheidszorg in ontwikkelingslanden laat meestal te wensen over en de bestaande diagnostische testen zijn niet aangepast aan de plaatselijke noden en gebruiken. Zo vergen al deze dure testen de afname van een bloedstaal, hetgeen in verscheidene culturen niet zomaar wordt toegelaten. Bloedstalen zijn eveneens slechts voor een korte tijd stabiel. Dit zorgt voor praktische problemen, aangezien enerzijds het aantal laboratoria in deze landen dun gezaaid is en anderzijds de patiënten vaak moeilijk bereikbaar zijn (door o.a. een belabberde staat van de verbindingswegen). Een test die op een snelle, goedkope en niet-invasieve (dus zonder bloedafname) manier diabetes kan diagnosticeren zou mogelijks een belangrijke rol kunnen spelen in de strijd tegen de ziekte. In deze studie werd bijgevolg onderzocht of vingernagels en infraroodspectroscopie, een goedkope techniek, kunnen worden gebruikt voor de ontwikkeling van een diagnostische test.

Niet-enzymatische glycatie en vingernagels

De gestegen glucoseconcentraties in het bloed van diabetespatiënten zijn op zichzelf niet het grootste probleem, maar ze zorgen wel voor een verhoogde niet-enzymatische glycatie van eiwitten in het gehele lichaam. Deze glycatie is een natuurlijk proces waarbij suikermoleculen (i.e. glucose) worden gebonden aan aminozuurresiduen van eiwitten. Het is dit proces dat schade veroorzaakt en aanleiding geeft tot de lange termijn complicaties van diabetes (degeneratie netvlies oog, diabetische voet, enz.). Bijgevolg is de diagnose en opvolging van diabetes vandaag de dag voornamelijk gebaseerd op de meting van geglyceerd hemoglobine (HbA1c-waarden) in het bloed. Vingernageleiwitten (keratine-eiwitten), aanwezig in de nagelplaat, zijn echter ook onderhevig aan dit proces (na diffusie van glucose vanuit de capillairen in het nagelbed). Een test die de glycatie van vingernageleiwitten kan aantonen zou, net zoals de HbA1c-test, kunnen worden gebruikt als een diagnostisch instrument dat informatie geeft over de gemiddelde glucoseconcentraties in het bloed over een langere periode (i.e. 6 maanden, duur volledige vervanging nagelplaat). Vingernagelfragmenten kunnen, in tegenstelling tot bloedstalen, echter niet-invasief verkregen worden, waardoor er geen medisch getraind personeel noodzakelijk is. Om de analyse ook praktisch bruikbaar te maken in ontwikkelingslanden werd gezocht naar een goedkope techniek die in staat is de glycatie aan te tonen. Infraroodspectroscopie past in dit plaatje, aangezien er enerzijds weinig staalvoorbereiding nodig is en anderzijds de apparatuur weinig kost (éénmalige aankoop van een relatief ‘goedkope’ spectrofotometer).

“alle benodigdheden passen in een gewone auto”

Resultaten

Aan 109 diabetici en 297 gezonde personen werd gevraagd om hun vingernagels te knippen. Deze vingernagelfragmenten werden vervolgens verpoederd en de bekomen poeders werden geanalyseerd met behulp van een infraroodspectrofotometer. Dit toestel kan namelijk, door het opnemen van een infraroodspectrum, kwantitatief de glycatie van de eiwitten in de nagelplaat bepalen. Op deze manier werd een sterk verhoogde glycatiegraad gevonden in de diabetische populatie in vergelijking met de controlegroep. Deze zeer goed reproduceerbare resultaten suggereren bijgevolg dat de ontwikkelde analyse uitermate geschikt is om een onderscheid te maken tussen diabetici en niet-diabetici. Daarnaast kunnen de vingernagelfragmenten voor minstens 1 maand bij kamertemperatuur bewaard worden zonder de spectrofotometrische resultaten te beïnvloeden (hogere stabiliteit dan bloedstalen). Het gebruik van nagellak interfereerde echter wel met de analyse.

“uitermate geschikt om onderscheid te maken tussen diabetici en niet-diabetici”

Besluit en toekomst

Het feit dat suikerzieken sterker geglyceerde vingernageleiwitten hebben dan gezonde personen, is reeds langere tijd gekend. Het vernieuwende aan de gepresenteerde resultaten is echter de gebruikte techniek. Een infraroodspectroscopische analyse van vingernagelfragmenten heeft namelijk het voordeel te kunnen worden gebruikt buiten het laboratorium. Alle benodigdheden voor het uitvoeren van de test kunnen immers worden opgeslagen in een auto (als het ware een mobiel labo) en de analyse kan worden uitgevoerd door niet medisch getraind personeel. Toch moet hierbij worden vermeld dat alle, in dit eindwerk gepresenteerde, resultaten werden bekomen door de analyse uit te voeren in een laboratoriummilieu. Om na te gaan of de ontwikkelde test in de toekomst ook zijn nut buiten het laboratorium bewijst, worden er bijgevolg op dit eigenste moment veldexperimenten uitgevoerd in Congo. Daarnaast is verder onderzoek noodzakelijk om de analyse te optimaliseren. Een infraroodspectrofotometer, zo groot als een luciferdoosje, die rechtstreeks op de vinger wordt geplaatst en zo de glycatie van de vingernagels meet is hierbij het ideaalbeeld. Hiermee zouden Paul en de overige miljoenen patiënten, die wereldwijd aan suikerziekte lijden, immers zelf de ziekte kunnen opsporen én opvolgen. Denk daar maar eens over na als je de volgende keer naar de manicure gaat.