En förtärbar kapsel för provtagning av tarmmikrobioter och biomarkörer

Tarmmikrober påverkar människors hälsa, men det finns fortfarande mycket att lära, delvis för att de inte är lätta att samla in. Men forskare rapporterar nu in ACS Nano att de har utvecklat en förtärbar kapsel som i råttstudier fångade bakterier och andra biologiska prover medan de passerade genom mag -tarmkanalen (GI).

För närvarande, forskare får tarmmikrober genom att samla avföringsprover eller använda tekniker som koloskopi eller endoskopi. Dock, avföringsprover kan inte fånga upp alla mikroorganismer i det övre mag -tarmkanalen, och de kan inte hålla mikrober från olika delar av kanalen separerade. Koloskopi och endoskopi är invasiva ingrepp, vilket avskräcker vissa patienter. Sarvesh Kumar Srivastava och kollegor ville undvika dessa nackdelar genom att designa en enhet som kunde sväljas och sedan elimineras.

Forskarna utvecklade ett självpolymeriserande reaktionssystem av poly (etylenglykol) diakrylatmonomer, järnklorid och askorbinsyra - alla laddade i små ihåliga cylindrar. De cylindriska mikroenheterna förpackades i miniatyrgelatinkapslar, som var belagda med ett skyddande lager för att förhindra matsmältning i mags sura miljö.

Efter att de matats till råttor, kapslarna förblev skyddade i magen men sönderdelades i tunntarmens mer neutrala pH, släppa mikrodelen. Exponering för tarmvätska fick cylindrarnas kemiska last att polymerisera, bildar en hydrogel som fångar mikrober och proteinbiomarkörer i sin omgivning, ungefär som en ögonblicksbild av tarmen. Enheterna, som inte orsakade inflammation eller toxicitet, togs sedan bort kirurgiskt - ett steg som forskarna säger kommer att ersättas av naturlig eliminering i framtiden.

Studier med hög genomströmningssekvensering visade att bakteriepopulationen som fångade enheterna mycket liknade tarmen. Forskarna visade också att dessa små cylindrar kunde triggas över ett pH -värde för att leverera biologiska ämnen, som insulin, till celler i en petriskål i närvaro av tarmslem. Denna teknik kan främja förståelsen av värd-mikrobiom-interaktioner, ge insikt i associerad GI -sjukdomsprogression och banar väg för personliga tarmbehandlingar, säger laget.

• Studien identifierar en gen som kan minska risken för att utveckla alkoholisk cirros
• Begränsad tarminflammation vid COVID-19