Tendința de astăzi ar putea fi tehnologia purtabilă, dar o echipă de cercetare din Melbourne, Australia încearcă să facă pași majori cu varietatea ingestibilă. Săptămâna aceasta Kourosh Kalantar-zadeh și colegii săi de la Universitatea RMIT au lansat o lucrare în Tendințele biotehnologiei care descrie potențialul capsulelor electronice ingerabile pentru a oferi măsurători precise ale gazelor intestinale. Potrivit acestora, aceste tehnologii ar oferi o perspectivă mai aprofundată, în timp real, a activităților gazelor din interiorul corpului și a relațiilor lor suspecte cu anumite boli.
Continut Asemanator
- Nici măcar nu vrei să știi despre toate lucrurile care trăiesc din globul ocular
Sistemul nostru digestiv este mai mult decât simple organe interne la locul de muncă. De asemenea, avem nevoie de microbiomul nostru intestinal, un întreg ecosistem de bacterii diverse care ajută la descompunerea alimentelor pe care le consumăm prin fermentație. Deși unele dintre gazele intestinale pe care le emitem se datorează aerului înghițit, altele sunt create atunci când diferite bacterii care alcătuiesc microbiomul metabolizează substanțele din intestin.
Unele studii sugerează că anumite gaze pot fi markeri utili ai stării de sănătate a unei persoane. De exemplu, bacteriile reducătoare de sulfat produc hidrogen sulfurat, care a fost legat de sindromul intestinului iritabil. De asemenea, s-au făcut conexiuni între prezența unor gaze intestinale și boala inflamatorie a intestinului și cancerul de colon. Dacă aceste gaze pot fi detectate și monitorizate cu exactitate, informațiile ar putea ajuta la consolidarea cercetării cauzelor acestor boli.
"Efectul intestinului uman asupra bolilor gastrointestinale consumă o parte semnificativă din cheltuielile de îngrijire a sănătății în fiecare an la nivel mondial", notează Kalantar-Zadeh, subliniind noua sa abordare ca un mod rentabil de a ajuta la descifrarea impactului intestinului asupra sănătății generale. Profesor Stanford și microbiolog David Relman este de acord: „În general, capacitatea de a monitoriza funcțiile microbiene la nivelul întregii comunități sau serviciile ecosistemului în intestin este o nevoie critică și ar putea adăuga substanțial înțelegerea operațiilor lor.”
Astăzi, gazele produse de microbiomul intestinal pot fi măsurate folosind un dispozitiv extern la fel ca un Breathalyzer. Cu toate acestea, o parte semnificativă a datelor se pierde în proces, deoarece gazele sunt absorbite sau difuzate înainte ca subiectul să aibă chiar șansa de a expira. O altă tehnică implică analiza materiei fecale, care se confruntă cu provocări similare, având în vedere perioada de timp implicată, împreună cu dificultatea conectării punctelor de date despre prezența unui gaz cu locuri exacte în tractul digestiv, explică Lawrence David, un profesor asistent care studiază microbiomii la Duke.
Kalantar-zadeh și-a propus să caute o metodă directă care să poată produce lecturi mai precise și cuprinzătoare.
Analiza sa s-a bazat pe două strategii: sisteme de fermentare fecală și capsule de gaz ingerabile. În prima metodă, materia fecală este incubată în condiții care le simulează pe cele ale intestinului gros. Fecalele conțin bacterii din intestin, astfel încât fermentarea imită tipurile de reacții care au loc în corp. A doua este de departe cea mai directă metodă de eșantionare - aducerea laboratorului direct în intestin printr-o pastilă electronică.
„Cele două practici sunt neinvazive și, în comparație cu metodele relevante, sunt mult mai precise, deoarece prelevează probele de gaz acolo unde sunt produse”, spune Kalantar-zadeh.
O ilustrare a cum ar putea arăta o capsulă electronică de urmărire a gazelor. (Kourosh Kalantar-zadeh) Capsulele de monitorizare a gazelor, prognozate de Kalantar-zadeh costă sub 10 dolari bucată, arată ca tablete pe care pacienții le pot înghiți. În fiecare capsulă sunt incluse două componente cheie: un senzor care monitorizează prezența diferitelor gaze intestinale și o baterie pentru a servi drept sursă de alimentare. Evoluțiile recente ale tehnologiei au dus la senzori de gaz care au o lungime mai mică de 10 milimetri. Senzorul este conectat la un microprocesor și la un transmițător wireless care transmite datele unui înregistrator extern.
Electronica este încorporată într-o carcasă impermeabilă de capsule capabilă să reziste la umiditatea ridicată a intestinului, dar cu o membrană permeabilă la gaz în apropierea senzorului. Senzorii scurg cantități mari de energie, deoarece funcționează la temperaturi ridicate, așa că Kalantar-zadeh consideră că bateriile cu ioni de litiu sunt sursa optimă de energie datorită capacității lor de înaltă tensiune și de încărcare.
Capsulele se bazează pe micro-tehnologie care a fost stabilită de senzori de pH, presiune și temperatură ingerabile, precum SmartPill și camerele endoscopice pe care pacienții le pot înghiți pentru a capta imagini ale tractului digestiv. Durata de timp în care fiecare capsulă de gaz ar rămâne în interiorul corpului depinde de cât de repede funcționează tractul digestiv al unei persoane, variind oriunde de la una până la câteva zile, spune Kalantar-Zadeh. Împreună cu colaboratorii de la Universitatea din Melbourne, Monash University și CSIRO, echipa sa testează în prezent prototipuri de pilule pe porci. Ei au scopul de a publica aceste rezultate în curând și apoi sper să obțină aprobarea pentru studiile clinice cu oameni.
Gelman și David sunt încântați de perspectiva acestei tehnologii, împreună cu bogăția de date pe care le-ar putea colecta în cele din urmă. Adunarea unei mase critice de informații este un pas cheie pentru obținerea unei înțelegeri solide a impactului pe care gazele intestinale îl au asupra condițiilor și tratamentelor de sănătate, notează ei.
„Utilitatea clinică va necesita mult mai multe date și cunoștințe cu privire la componentele corelate cu și prezice sănătatea și boala ecosistemului”, spune Relman.
