В небольшом клиническом исследовании, результаты которого были опубликованы в ноябре, компания протестировала устройство на людях с апноэ во сне - расстройством, при котором дыхание периодически останавливается и учащается по ночам. Чтобы поставить правильный диагноз, людям часто приходится проводить ночь в больнице, где на них надевают электроды, измеряющие частоту сердечных сокращений, дыхание, мышечные подергивания и активность мозга: комплексное обследование называется полисомнографией.

Пациенты могут выбрать домашнее обследование, при котором на палец на ночь надевается монитор дыхания. Но такой тест может стоить сотни долларов, и он не всегда точен. Эти носимые устройства не могут измерить дыхание напрямую, только колебания частоты сердечных сокращений, предположительно вызванные дыханием. Но таблетка, помещенная в желудок, не может выпасть, и она может измерять движения легких изнутри.

Таблетка для мониторинга компании Celero на самом деле не является "таблеткой" в традиционном смысле - это капсула из биосовместимого пластика, размером примерно с большой мультивитамин, наполненная крошечными датчиками, микропроцессором, радиоантенной и батарейками. До работы в Celero Systems генеральный директор Бен Плесс в основном занимался медицинскими имплантатами, в том числе одним из первых имплантируемых дефибрилляторов. Но устройства для приема внутрь, или цифровые таблетки, всегда интриговали его, потому что, по его словам, "можно было проникнуть внутрь тела без хирургического вмешательства". Капсулы обладают теми же преимуществами, что и имплантируемые устройства - они незаметны, и их нельзя забыть надеть, - только вживлять их нужно не хирургу, а стакану воды", - говорит он.

Капсула остается целой на протяжении всего путешествия по пищеварительной системе, надежно удерживая всю свою электронику, пока не окажется в туалете пару дней спустя. Тем временем все измерения передаются по беспроводной связи на ноутбук, где исследователь, врач или даже сам пациент могут получить к ним доступ. Насколько известно Плесс, устройство Celero для приема внутрь - первое, которое отслеживает сердечную и дыхательную активность человека.

В рамках исследования 10 пациентов с апноэ сна в Медицинском центре оценки сна Университета Западной Вирджинии (WVU) проглотили таблетку перед регулярными исследованиями сна, чтобы исследователи могли увидеть, как измерения таблетки сравниваются с полисомнограммой - текущим золотым стандартом. Таблетки оказались почти такими же точными, только с погрешностью около одного дыхания в минуту - более чем достаточно для выявления дыхательной недостаточности. Никто не сообщил о каких-либо побочных эффектах или дискомфорте, а сканирование после исследования подтвердило, что все таблетки благополучно прошли через несколько дней.

Самое интересное в этой таблетке то, что она вообще может регистрировать показатели, говорит Халил Рамади, доцент кафедры биоинженерии Нью-Йоркского университета, который не принимал участия в этом исследовании. Наш желудочно-кишечный тракт постоянно движется (не думайте об этом слишком много), поэтому измерить основные жизненные показатели изнутри может быть непросто. Сердцебиение вызывает микродвижения в кровеносных сосудах, а дыхание - движения в животе, и оба эти движения улавливает встроенный в капсулу акселерометр. Кишечник издает столько шума, что он может заглушить микродвижения, которые пытается измерить таблетка, но методы обработки сигналов команды Селеро смогли отделить сердцебиение и дыхание (которые происходят много раз в минуту) от гораздо более медленных волн, исходящих от пищеварительной системы.

Плесс считает, что это исследование апноэ во сне - лишь одно из многих потенциальных применений, и что в конечном итоге оно может быть использовано вне клинических условий. Ненавязчивый домашний мониторинг может оказаться полезным, когда врачи пытаются уловить связанные с сердцем или дыханием события, которые происходят лишь изредка, как в случае с астмой, сердечными проблемами, такими как вагусная фибрилляция предсердий, и нервно-мышечными расстройствами, такими как боковой амиотрофический склероз (ALS). "Поймать это в ходе больничного исследования может быть сложно", - говорит Плесс. В будущем, по мнению Плесса, врачи смогут просто отправлять таблетки своим пациентам по почте и отслеживать их показатели дистанционно.

"У нас есть относительно простое решение, которое обеспечивает широкий доступ", - говорит соавтор исследования Джованни Траверсо, доцент кафедры машиностроения Массачусетского технологического института и гастроэнтеролог в больнице Бригхэма и Женщин. "Я думаю, это может стать действительно преобразующим фактором".

Самым преобразующим фактором, который, по их мнению, может сделать их таблетка, является обнаружение передозировки наркотиков. При передозировке наркотиков, таких как фентанил, дыхание человека замедляется, иногда это опасно для жизни. В 2021 году в США от передозировки опиоидов умрет более 80 000 человек, и большинство из них - в одиночку. Такие препараты, как наркан, назальный спрей с налоксоном, способны обратить передозировку вспять, но только если рядом есть человек, который может их применить. Если бы устройство могло улавливать нарушения дыхания и посылать сигнал о помощи, погибло бы меньше людей.

Поскольку таблетка регулярно отправляет результаты измерений на внешний передатчик (а затем на ноутбук), она может подавать сигнал тревоги, когда количество дыханий, регистрируемых в минуту, падает ниже заданного порога. Плесс считает, что это может быть полезно для выздоравливающих людей в периоды повышенного риска, например, после выписки из больницы после передозировки или если им прописали опиоиды после операции. "Это как возможность надеть шлем, если вы хотите ездить на мотоцикле", - говорит он.

В рамках ноябрьского исследования команда испытала таблетку на свинье, которой ввели фентанил. Таблетка успешно обнаружила сверхмедленное дыхание, характерное для потенциально смертельной передозировки, и исследователи вовремя ввели лекарство, чтобы оживить свинью.

Компания еще не проверяла способность таблетки улавливать передозировку у людей, но команда провела предварительное исследование безопасности и эффективности на людях-добровольцах. Результаты этого исследования пока не опубликованы, но соавтор Али Резаи, нейробиолог и директор Рокфеллеровского института нейронаук, говорит, что результаты весьма многообещающие: Десять участников программы стационарного лечения наркозависимости в Центре надежды и исцеления WVU проглотили таблетку, и она успешно контролировала жизненные показатели у всех них без побочных эффектов.

Джеймс Мессенджер, который работает специалистом по поддержке выздоравливающих и участвовал в исследовании, сказал, что команда предупредила его, что таблетка будет большой, но он был приятно удивлен тем, что проглотить капсулу было "абсолютно безболезненно". Когда таблетка оказалась внутри его тела, он ее совсем не почувствовал. "Это очень легкий процесс", - говорит он.

Мессенджер слышал, как люди утверждают, что такое устройство позволит продолжать употреблять опиоиды, но он с этим категорически не согласен. "Там, где я сейчас нахожусь в процессе выздоровления, это было бы еще одним защитным одеялом", - говорит он. "Знание того, что вам не нужно повсюду носить с собой Наркан, просто наличие этого дополнительного уровня поддержки, стоило бы того".

Цифровая таблетка слежения не является чем-то беспрецедентным. Устройства для приема внутрь, отслеживающие прием лекарств и делающие снимки ваших внутренностей, уже были одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США. Но, несмотря на десятилетия исследований, цифровые таблетки еще не вышли на рынок. Например, компания Proteus Digital Health несколько лет назад возглавила рынок устройств для приема внутрь, выпустив Abilify MyCite, антипсихотическое лекарство, которое можно было отследить с помощью датчика и приложения для телефона, чтобы определить, принял ли человек таблетку. Но в 2020 году компания Proteus подала заявление о банкротстве после того, как ей с трудом удалось продать свой продукт врачам и страховщикам.

"Людям нравится идея возможности понимать свое собственное тело", - говорит бывший генеральный директор Proteus Эндрю Томпсон. Но он добавляет, что "существует ли значительный рынок для такого типа устройств, я не знаю".

В конце концов, в мире, наполненном Fitbits и Oura Rings, можно задаться вопросом, зачем кому-то глотать батарейку, чтобы отслеживать что-то настолько простое, как частота сердечных сокращений. "Я не думаю, что это неудовлетворенная потребность, - говорит Джованни Ди Наполи, который является президентом компании Medtronic, производящей медицинское оборудование, и возглавляет ее бизнес по эндоскопии, но не принимал участия в этом исследовании. Medtronic производит одно из самых известных на рынке устройств для приема внутрь - таблетку MillCam, которая делает снимки желудочно-кишечного тракта вместо инвазивных процедур эндоскопии.

"Самое большое препятствие для внедрения этих таблеток - не обязательно их технология, а скорее контекст, в котором они применяются, - говорит Рамади. Если есть существующий, эффективный способ сделать что-то, люди, скорее всего, не будут радоваться возможности проглотить какую-то электронику вместо этого.

Мессенджер, например, считает, что есть преимущество в том, что носимое устройство находится в желудке, где вы не сможете забыть о нем - особенно если вы боретесь с активной зависимостью. "Не забывайте, что речь идет о людях, которые обычно теряют вещи, - говорит он с усмешкой. "Таблетка находится в вашем теле. Вы не можете сказать: "О, я не хочу ее носить"."

И исследователи Celero Systems намерены пойти еще дальше, используя таблетку для доставки лекарства, предотвращающего передозировку. В 2021 году Стэнфордская комиссия Ланцета, эксперты которой собрались, чтобы предложить решения опиоидного кризиса, специально рекомендовала разработать системы, которые могли бы автоматически доставлять антагонист опиоидов во время передозировки. Компания Celero Systems уже протестировала прототип таблетки, высвобождающей лекарство, на животных, а испытания на людях запланированы на 2024 год.

Следующие шаги компании будут направлены на доработку тестов на апноэ сна: тестирование таблетки на большем количестве участников (в ноябрьском исследовании, например, участвовала только одна женщина) и изучение того, как сделать так, чтобы она безопасно оставалась в организме в течение более длительного времени. Дополнительные исследования уже ведутся, и Резаи надеется, что таблетка появится на рынке в ближайшие пару лет. По его мнению, эта капсула "обладает значительным потенциалом для того, чтобы изменить способы мониторинга, диагностики и потенциального лечения заболеваний"

.