För de nästan 40 miljoner amerikaner som lever med diabetes är en viktig del av sjukdomsbehandlingen att övervaka blodsockret dygnet runt.
Men det är svårt att hålla koll på denna information, särskilt för yngre patienter som kan vara rädda för de fingerstick som krävs. Andra metoder som inte är lika invasiva, såsom kontinuerliga glukosmätare, kräver fortfarande att användarna sätter in en sensor under huden och bär en liten sändare som kan vara synlig och göra vissa användare obekväma.
En ny enhet baserad på forskning från Indiana University kan en dag erbjuda ett alternativ – eller komplettera befintiga metoder – för att ge bättre skydd mot allvarligare svängningar i blodsockret. Den kan också hjälpa personer med risk för typ 2-diabetes att bättre övervaka sitt blodsocker och minska risken för att utveckla sjukdomen.
Isaac från PreEvnt, ett dotterbolag till Scosche Industries, är en liten lättviktig enhet som kan bäras på ett band runt halsen för att ge enkel och korrekt information om användarens blodsocker med hjälp av endast deras andedräkt.
Alkoholtesttekniken har utvecklats i samarbete med Integrated Nanosystems Development Institute vid IU Indianapolis och är inspirerad av diabetesvarningshundar. Dessa servicehundar är tränade att upptäcka när deras ägare drabbas av hypoglykemi, ett farligt tillstånd som kan leda till allvarliga komplikationer, inklusive koma, om det inte behandlas omedelbart.
”Vårt laboratorium har lyckats identifiera de specifika molekyler i andedräkten som korrelerar med hypoglykemi, vilket är den ’lukt’ som diabetesvarningshundar kan upptäcka”, säger Mangilal Agarwal, direktör för Integrated Nanosystems Development Institute och professor vid IU Luddy School of Informatics, Computing and Engineering vid IU Indianapolis.
”Förutom att identifiera dessa molekyler testar vårt laboratorium nanosensorer för att upptäcka dem, samtidigt som vi samarbetar med partners för att kommersialisera tekniken.”
Diabetes drabbar cirka 38,4 miljoner människor i USA, eller 11,6 % av befolkningen, enligt CDC National Diabetes Statistics Report, och uppskattningsvis 830 miljoner människor världen över, enligt Världshälsoorganisationen. Sjukdomen är också den dyraste kroniska sjukdomen, med kostnader som uppgår till 412,9 miljarder dollar årligen i USA, enligt American Diabetes Association.
Men tidig diagnos kan dramatiskt mildra de allvarligaste effekterna av sjukdomen, såsom njursvikt, hjärtinfarkt, stroke, blindhet och amputation av nedre extremiteter.
Isaac-enheten, som har utvecklats av PreEvnt i samarbete med IU, använder sensorer från Nanoz Group för att detektera kemikalier i andningen som korrelerar med blodsockernivån. De föreningar som detekteras har identifierats vid IU, och Agarwals forskargrupp arbetar med att kvalificera sensorenheterna i laboratoriet.
”Denna enhet har potential att erbjuda verkliga fördelar jämfört med dagens övervakningsteknik”, säger Agarwal, vars laboratorium också utvecklar sensorer.
”Kontinuerliga glukosmätare måste införas i kroppen för att mäta interstitiell vätska och tillföra insulin, och de måste bytas ut ofta. Fingerstick, som måste göras flera gånger om dagen, är också invasiva och ofta opraktiska. Icke-invasiv övervakning i realtid kan bidra till att mildra dessa utmaningar.”
Agarwals laboratorium samarbetar med IU School of Medicine för att testa och validera enhetens effektivitet hos personer med diabetes – ett viktigt nästa steg på vägen mot en bredare kommersialisering.
Studien kommer att genomföras under ledning av Dr Linda DiMeglio, Edwin Letzter-professor i pediatrik vid IU School of Medicine. Att utvärdera hur noggrant enheten kan övervaka blodsockernivåer jämfört med traditionella metoder kommer att vara avgörande för att förstå de potentiella fördelarna för patienterna, säger hon.
Integrated Nanosystems Development Institute leder teknik- och kemiarbetet i projektet, medan ”vår grupp har till uppgift att ge råd om de kliniska aspekterna – att erhålla myndighetstillstånd, rekrytera deltagare och bistå med dataanalys”, säger DiMeglio. ”Beroende på studieresultaten vill vi kunna lansera enheten på marknaden snabbt, särskilt för barn.
Hon påpekar också att diabetes är en kostsam sjukdom på grund av kostnaderna för insulin och annan utrustning.
”Vi ser barn så unga som 1 år med diabetes på vår klinik, vilket innebär en stor belastning för familjerna”, säger hon. ”Att introducera en prisvärd, icke-invasiv enhet för små barn skulle vara otroligt fördelaktigt.”
I det förberedande arbetet inför denna studie samarbetade Agarwals laboratorium med ett sommarläger för barn med diabetes som leddes av DiMeglio i Indianapolis. Deltagarna i lägret bidrog med en del av de tidiga forskningsresultaten till Agarwals första studie om genomförbarheten av tekniken för blodsockermätning i utandningsluften.
Nyligen publicerade laboratoriet en ny studie om ämnet i tidskriften Scientific Reports, med fokus på klinisk validering av resultaten från pilotstudien.
Även om användbarheten av alkoholmätaren som ett icke-invasivt alternativ i slutändan kommer att bero på dess hastighet och noggrannhet vid mätning av blodsocker, säger DiMeglio att den mest omedelbara effekten kan vara att den kompletterar befintliga mätmetoder.
Enheten skulle till exempel kunna bäras på natten för att varna personer om deras blodsocker sjunker till farligt låga nivåer under sömnen. Den skulle också kunna fungera tillsammans med en bärbar insulinpump för att kalibrera små dosjusteringar under dagen.
”Den kliniska prövningen kommer verkligen att hjälpa oss att vidareutveckla enheten för maximal nytta för användarna”, säger Mark Woolam, seniorforskare i Agarwals laboratorium som assisterar i prövningen. Nate De Jong, doktorand i DiMeglions laboratorium, samordnar också tillgången till lägret och andra patienter.
”Allt vi arbetar med i vårt laboratorium gör vi för att vi vill lösa verkliga problem – och det mest effektiva sättet att få dessa lösningar till människor är att ta dem till konsumenterna och marknaden”, säger Agarwal. ”Det är vår önskan att göra en konkret skillnad i människors liv.”
Mer information: Mark Woollam et al, Steps toward clinical validation of exhaled volatile organic compound biomarkers for hypoglycemia in persons with type 1 diabetes, Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-00284-z
