Высокотехнологичная капсула для отбора проб микробиоты кишечника

Какие бактерии живут в тонком кишечнике? Какие колонизируют толстую кишку? Чтобы узнать все о популяциях, находящихся в нашем желудочно-кишечном тракте, достаточно проглотить интеллектуальную капсулу, заполненную высокотехнологичными решениями.

 

Для выявления бактерий, живущих в нашем кишечнике, чаще всего используется метод сбора образцов кала. Хотя этот метод имеет неоспоримое преимущество, заключающееся в простоте и неинвазивности, он также обладает очевидным ограничением: он обеспечивает лишь остаточное представление о микробиоте кишечника, но не дает описания всего разнообразия популяций, живущих на всей протяженности нашего желудочно-кишечного тракта.

Целевой отбор проб

Однако все может очень скоро измениться. В июле 2019 г. группа американских ученых объявила о разработке капсулы, распечатываемой на 3D-принтере, которая после приема внутрь могла бы собрать всю информацию о микробиоте кишечника или, точнее, о различных популяциях кишечных бактерий. После растворения защитного слоя в тонком кишечнике эта мини-лаборатория в капсуле собирает образцы бактерий, окружающих ее, на основе системы, которой не требуются аккумуляторы. Капсула проходит по тому же пути, что и пища, переносимая естественной перистальтикой кишечника, но с помощью магнита ее можно в точности поместить в конкретную изучаемую область. Чтобы не потерять это технологическое чудо «на выходе», его окрашивают специальным красителем, который флуоресцирует под УФ-излучением.

Вскоре должны быть проведены клинические испытания с участием людей

Конечно, капсула была тщательно изучена, сначала в лабораторных экспериментах (in vitro), а затем на свиньях и приматах (in vivo) для подтверждения ее способности идентифицировать различные популяции бактерий в различных отделах пищеварительной системы, а также их относительное содержание. Осталось только провести клинические испытания, чтобы определить, может ли капсула также использоваться в диагностических целях при работе с людьми.

Изучение распределения микробиоты

«Мы все больше узнаем о роли микробиоты кишечника для здоровья и в развитии заболеваний», – отметил Самир Сонкусале, профессор электроники и вычислительной техники в Университете Тафтса и соавтор исследования. «Тем не менее мы очень мало знаем о ее биогеографии», то есть о распределении по желудочно-кишечному тракту. «Эта капсула облегчит изучение роли пространственного распределения популяций бактерий в микробиоте кишечника в целях разработки новых терапевтических стратегий».

 

Источник:

Nejad HR, Oliveira BCM, Sadeqi A et al. Ingestible osmotic pill for in-vivo sampling of gut microbiome. Advanced Intelligent Systems. 2019 ; doi.org/ 10.1002/aisy.201900053

Crédit photo : Nano Lab, Tufts University