Исследования продолжают подчеркивать важную роль, которую микробиом кишечника играет в поддержании здоровья, как физического, так и психического. Однако основной метод, который в настоящее время используется для оценки микробиома — анализ ДНК и метаболитов, обнаруженных в образце кала, — предоставляет информацию только о том, какие кишечные бактерии находятся в наших отходах, и не полностью отражает то, что происходит «выше по течению».
Исследователи из Школы инженерии Университета Тафтса решили эту проблему, разработав съедобное устройство размером с витаминную таблетку, которое проводит всесторонний учет микроорганизмов по мере их перемещения по кишечнику.
Таблетка, напечатанная на 3D-принтере, имеет мягкую, эластичную поверхность с чувствительными к pH входными отверстиями, которые открываются в ответ на изменения кислотности, так что, как только она проходит через желудок в тонкую кишку, таблетка начинает собирать образцы микробиома. Бактерии втягиваются через входные отверстия под действием осмоса. По мере отбора проб полиакрилатные шарики набухают, в конечном итоге блокируя и закрывая входные отверстия. Таблетка в конечном итоге выбрасывается.
Таблеточное устройство для отбора проб микробиома Инженерная школа Университета Тафтса
Текущая версия представляет собой модернизацию предыдущей версии, разработанной командой Тафтс Нано Лаборатория. Твердая оболочка старой таблетки заменена на более мягкую, чтобы ее было легче глотать. Кроме того, исследователи значительно улучшили контроль над способностью таблетки собирать локализованные образцы микробиома в тонком кишечнике.
Эффективность предыдущей таблетки оценивалась в доклинических испытаниях на свиньях и приматах. В исследовании, опубликованном в 2019 году в журнале Advanced Intelligent Systems, исследователи сообщили, что популяции бактерий, отобранные с помощью таблетки, очень напоминали популяции окружающей среды, воздействию которой подвергалась таблетка, включая участки кишечника выше по течению от толстая или толстая кишка.
«Считается, что такие устройства «лаборатория на таблетке» революционизируют понимание пространственного разнообразия кишечного микробиома и его реакции на медицинские состояния и методы лечения, » — заявили исследователи в опубликованном исследовании.
Демонстрированный доклинический успех таблетки для отбора проб проложил путь к клиническим испытаниям на людях, которые, по словам исследователей, «предстоят». Наличие подробного списка кишечных бактерий может улучшить наше понимание широкого спектра заболеваний и может использоваться в качестве диагностического инструмента, позволяющего настраивать микробиом для лечения этих состояний.
