En svelgbar kapsel for prøvetaking av tarmmikrobiota og biomarkører

Tarmmikrober påvirker menneskers helse, men det er fortsatt mye å lære, delvis fordi de ikke er enkle å samle inn. Men forskere melder nå inn ACS Nano at de har utviklet en svelgbar kapsel som i rottestudier fanget bakterier og andre biologiske prøver mens de passerte gjennom mage -tarmkanalen (GI).

For tiden, forskere får tarmmikrober ved å samle avføringsprøver eller bruke teknikker som koloskopi eller endoskopi. Derimot, avføringsprøver kan ikke fange opp alle mikroorganismer i det øvre GI -området, og de kan ikke holde mikrober fra forskjellige deler av kanalen separate. Koloskopi og endoskopi er invasive prosedyrer, som skremmer noen pasienter. Sarvesh Kumar Srivastava og kolleger ønsket å unngå disse ulempene ved å designe en enhet som kunne svelges og deretter elimineres.

Forskerne utviklet et selvpolymeriserende reaksjonssystem av poly (etylenglykol) diakrylatmonomer, jernklorid og askorbinsyre - alt lastet ned i små hule sylindere. De sylindriske mikroenhetene ble pakket i miniatyrgelatinkapsler, som var belagt med et beskyttende lag for å forhindre fordøyelse i magesyre sure omgivelser.

Etter at de ble matet til rotter, kapslene forble beskyttet i magen, men gikk i oppløsning i tynntarmens mer nøytrale pH, frigjøring av mikroenhetene. Eksponering for tarmvæske fikk sylindrenes kjemiske last til å polymerisere, danner en hydrogel som fanget mikrober og proteinbiomarkører i omgivelsene, omtrent som et øyeblikksbilde av tarmen. Enhetene, som ikke forårsaket betennelse eller toksisitet, ble deretter fjernet kirurgisk - et trinn som forskerne sier vil bli erstattet av naturlig eliminering i fremtiden.

Studier med sekvensering med høy gjennomstrømning viste at bakteriepopulasjonen enhetene fanget lignet tarmens. Forskerne demonstrerte også at disse bittesmå sylindrene kunne utløses over et område av pH for å levere biologiske stoffer, som insulin, til celler i en petriskål i nærvær av tarmslim. Denne teknologien kan fremme forståelsen av vert-mikrobiom-interaksjoner, gir innsikt i assosiert progresjon av GI -sykdom og baner vei for tilpassede tarmbehandlinger, sier teamet.

• Studie identifiserer gen som kan redusere sjansene for å utvikle alkoholisk skrumplever
• Begrenset tarmbetennelse ved COVID-19