Sus bacterias intestinales pueden decir mucho sobre usted, como por qué es diabético o cómo responde a ciertos medicamentos.
Pero los científicos pueden ver solo una parte del tracto gastrointestinal para estudiar el papel de las bacterias intestinales en su salud. Lo que sale de usted es solo una pequeña muestra de estas bacterias, sin indicar de dónde provienen en el sistema digestivo.
Los investigadores de la Universidad de Purdue crearon una forma de tragar una herramienta que actúa como una colonoscopia, excepto que en lugar de mirar el colon con una cámara, la tecnología toma muestras de bacterias.
La tecnología también podría moverse por todo el tracto gastrointestinal, no solo por el colon. Este tracto, además del colon, incluye la boca, el esófago, el estómago, el páncreas, el hígado, la vesícula biliar, el intestino delgado y el recto.
Básicamente, esta herramienta permitiría realizar una "oscopia intestinal".
"Se trata de poder tomar muestras de bacterias en cualquier lugar del intestino. Antes eso era imposible", dijo Rahim Rahimi, profesor asistente de ingeniería de materiales de Purdue.
La herramienta es una cápsula similar a un fármaco que pasa pasivamente a través del intestino sin necesidad de una batería. Ya está disponible comercialmente una versión en píldora de una colonoscopia para ver áreas del colon que una colonoscopia tradicional no puede ver, pero ninguna de las herramientas puedemuestra de bacterias.
"Si una colonoscopia o una píldora con cámara detecta sangre, no puede tomar muestras de esa área para investigar más a fondo. Puede tomar muestras de bacterias de la materia fecal de una persona, pero las bacterias pueden variar mucho en todo el tracto gastrointestinal. Nuestro enfoque podría ser complementario", Dijo Rahimi.
La cápsula de muestreo de bacterias también sería mucho más barata, y cada una costaría solo alrededor de un dólar, estima.
El equipo de Rahimi está trabajando para probar esta cápsula en cerdos, que tienen un tracto gastrointestinal similar al de los humanos. Se publicó una demostración inicial del prototipo en avances de RSC , una revista de la Royal Society of Chemistry.
Los investigadores imprimieron en 3D la cápsula con resina, el mismo material que se usa en los moldes e implantes dentales. Este material debería modificarse ligeramente para que los humanos lo ingieran, pero por lo demás no es tóxico, dijo Rahimi.
Cuando se expone al pH de una determinada ubicación intestinal, la tapa biodegradable de la cápsula se disuelve. Dentro de la cápsula, un hidrogel similar a los que se utilizan en los pañales se expande y recoge el líquido intestinal que contiene bacterias. La presión cierra la abertura de la cápsula cuando se completa la toma de muestras, algo así como un desatascador.
Los investigadores han probado la cápsula prototipo en una solución de cultivo diseñada para simular la flora bacteriana intestinal de un tracto gastrointestinal. También probaron la capacidad de la cápsula para proteger las bacterias muestreadas en diferentes ambientes extremos. Sus experimentos hasta ahora muestran que la cápsula podríamuestrear con éxito bacterias comunes en el intestino, como E. coli, en una hora.
En un ser humano, la cápsula continuaría moviéndose a lo largo del tracto gastrointestinal con otra materia fecal. Luego, un científico podría recuperar la cápsula de la materia fecal de un participante del estudio, desenroscar la cápsula y estudiar las bacterias recolectadas.
"Este enfoque brinda nuevas oportunidades para estudiar qué tipo de bacterias están presentes en el intestino. Nos ayudaría a descubrir cómo manipular estas bacterias para combatir enfermedades", dijo Rahimi.
Se ha presentado una patente para esta tecnología a través de la Oficina de Comercialización de Tecnología de la Fundación de Investigación Purdue. El trabajo está financiado por Eli Lilly and Company y la Escuela de Ingeniería de Materiales de Purdue. El equipo de Rahimi está llevando a cabo esta investigación en el Centro de Nanotecnología Birck en Purdue's DiscoveryParque.
fondo
La microbiota intestinal juega un papel importante en la fisiología del huésped, como la obesidad, la diabetes y diversas enfermedades neurológicas. Por lo tanto, el muestreo del microbioma es un enfoque fundamental para comprender mejor las posibles enfermedades. Sin embargo, los métodos de muestreo convencionales, como las endoscopias o colonoscopias, soninvasiva y no puede llegar a todo el intestino delgado. Para abordar esta necesidad, se diseñó una cápsula de muestreo impresa en 3D sin batería, que puede recolectar muestras de microbioma en todo el tracto GI. La cápsula 9 mm × 15 mm consta deuna carcasa acrílica impresa en 3D, un hidrogel de rápida absorción y una membrana PDMS flexible. Los líquidos que contienen muestras de la flora microbiana dentro del tracto gastrointestinal ingresan al dispositivo a través de una abertura de muestreo en la tapa del dispositivo. Una vez que el microbioma ingresa a la carcasa,el hidrogel absorbe el fluido y se hincha, protegiendo eficazmente las muestras dentro de su matriz polimérica, mientras que también empuja la membrana PDMS flexible para bloquear la muestrag apertura de un mayor intercambio de fluidos.La cápsula recuperada se puede desmontar fácilmente debido al diseño de tapón de rosca de la cápsula y el hidrogel se puede retirar para un cultivo y análisis bacteriano adicional.Como prueba de concepto, la eficiencia del muestreo bacteriano de la cápsula y la capacidad de albergar muestras microbianas dentro del hidrogel en una cápsula sellada se validaron utilizando un cultivo líquido que contenía Escherichia coli.La tecnología demostrada proporciona una herramienta barata y prometedora para el muestreo directo y la evaluación de microbios en todo el tracto gastrointestinal y puede permitir nuevos conocimientos sobre el papel de la dieta en la mediación de las interacciones y el metabolismo entre el huésped y el microbio.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Original escrito por Kayla Wiles. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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