Πρωτοποριακό βρώσιμο χάπι καταγράφει όλο το μικροβίωμα του εντέρου

Μια προσλαμβανόμενη συσκευή στο μέγεθος χαπιού κάνει πλήρη απογραφή των μικροοργανισμών καθώς περνάει μέσα από το έντερο, συμπεριλαμβανομένων των δυσπρόσιτων σημείων. Παρέχοντας πολύ περισσότερες πληροφορίες από ένα δείγμα κοπράνων, το χάπι θα μπορούσε να ενημερώσει για τη θεραπεία ενός ευρέος φάσματος υγειονομικών καταστάσεων.

Η έρευνα συνεχίζει να αναδεικνύει τον σημαντικό ρόλο που διαδραματίζει το μικροβίωμα του εντέρου στη διατήρηση της υγείας, τόσο της σωματικής όσο και της ψυχικής. Ωστόσο, η κύρια μέθοδος που χρησιμοποιείται σήμερα για την αξιολόγηση του μικροβιώματος - ανάλυση του DNA και των μεταβολιτών που βρίσκονται σε δείγμα κοπράνων - παρέχει πληροφορίες μόνο για το ποια εντερικά βακτήρια βρίσκονται στα απόβλητά μας και δεν καταγράφει πλήρως τι συμβαίνει.

Οι ερευνητές του Tufts University School of Engineering αντιμετώπισαν αυτό το ζήτημα αναπτύσσοντας μια προσλαμβανόμενη συσκευή περίπου στο μέγεθος ενός χαπιού, η οποία καταγράφει πλήρως τους μικροοργανισμούς καθώς ταξιδεύει μέσα στο έντερο.

Το 3D-printed χάπι περιλαμβάνει ένα μαλακό, ελαστικό εξωτερικό με θύρες εισόδου ευαίσθητες στο pH που ανοίγουν σε απόκριση στις αλλαγές της οξύτητας, έτσι ώστε μόλις περάσει από το στομάχι και εισέλθει στο λεπτό έντερο, το χάπι να αρχίσει να συλλέγει δείγματα μικροβιώματος. Τα βακτήρια εισέρχονται μέσα από τις εισόδους υπό ώσμωση. Καθώς συλλέγονται τα δείγματα, τα πολυακρυλικά σφαιρίδια διογκώνονται, μπλοκάροντας τελικά και κλείνοντας τις εισόδους. Το χάπι τελικά αποβάλλεται.

Η τρέχουσα έκδοση είναι μια αναβάθμιση αυτής που ανέπτυξε η ομάδα του Tufts Nano Lab. Το σκληρό κέλυφος του παλιού χαπιού έχει αντικατασταθεί από ένα πιο μαλακό για να είναι πιο εύκολο στην κατάποση. Και οι ερευνητές έχουν βελτιώσει σημαντικά τον έλεγχο της ικανότητας του χαπιού να συλλέγει τοπικά δείγματα μικροβιώματος στο λεπτό έντερο.

Η απόδοση του προηγούμενου χαπιού αξιολογήθηκε σε προκλινικές δοκιμές σε χοίρους και πρωτεύοντα θηλαστικά. Σε μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2019 στο Advanced Intelligent Systems, οι ερευνητές ανέφεραν ότι οι βακτηριακοί πληθυσμοί που δειγματοληπτήθηκαν από το χάπι έμοιαζαν πολύ με τους πληθυσμούς του περιβάλλοντος στο οποίο εκτέθηκε το χάπι, συμπεριλαμβανομένων των περιοχών του εντέρου που βρίσκονται προς τα πάνω από το ορθό ή το παχύ έντερο.

"Πιστεύεται ότι τέτοιες συσκευές lab-on-a-pill φέρνουν επανάσταση στην κατανόηση της χωρικής ποικιλομορφίας του μικροβιώματος του εντέρου και της ανταπόκρισής του σε ιατρικές καταστάσεις και θεραπείες", ανέφεραν οι ερευνητές στη δημοσιευμένη μελέτη.

Η αποδεδειγμένη προκλινική επιτυχία με το δειγματοληπτικό χάπι έχει ανοίξει το δρόμο για κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους, οι οποίες, όπως λένε οι ερευνητές, είναι "επικείμενες". Η ύπαρξη ενός λεπτομερούς καταλόγου βακτηρίων του εντέρου έχει τη δυνατότητα να προωθήσει την κατανόηση ενός ευρέος φάσματος καταστάσεων υγείας και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί ως διαγνωστικό εργαλείο, επιτρέποντας τη ρύθμιση του μικροβιώματος για τη θεραπεία τους.

[via]