Eine einnehmbare Kapsel zur Probenahme von Darmmikrobiota und Biomarkern

Darmmikroben beeinträchtigen die menschliche Gesundheit, aber es gibt noch viel zu lernen, zum Teil, weil sie nicht leicht zu sammeln sind. Aber Forscher berichten jetzt in ACS Nano dass sie eine einnehmbare Kapsel entwickelt haben, die in Rattenstudien Bakterien und andere biologische Proben einfängt, während sie den Magen-Darm-Trakt (GI) passieren.

Zur Zeit, Forscher gewinnen Darmmikroben, indem sie Stuhlproben sammeln oder Techniken wie Koloskopie oder Endoskopie anwenden. Jedoch, Stuhlproben können nicht alle Mikroorganismen im oberen Gastrointestinaltrakt erfassen, und sie können Mikroben aus verschiedenen Teilen des Trakts nicht getrennt halten. Koloskopie und Endoskopie sind invasive Verfahren, was manche Patienten abschreckt. Sarvesh Kumar Srivastava und Kollegen wollten diese Nachteile vermeiden, indem sie ein Gerät entwickelten, das geschluckt und dann eliminiert werden konnte.

Die Forscher entwickelten ein selbstpolymerisierendes Reaktionssystem aus Poly(ethylenglycol)diacrylat-Monomer, Eisenchlorid und Ascorbinsäure – alle in winzige Hohlzylinder geladen. Die zylindrischen Mikrogeräte wurden in Miniatur-Gelatinekapseln verpackt, die mit einer Schutzschicht überzogen wurden, um eine Verdauung im sauren Milieu des Magens zu verhindern.

Nachdem sie an Ratten verfüttert wurden, die Kapseln blieben im Magen geschützt, zerfielen aber im neutraleren pH-Wert des Dünndarms, Freigabe der Mikrogeräte. Die Exposition gegenüber Darmflüssigkeit führte zur Polymerisierung der chemischen Ladung der Zylinder, Bildung eines Hydrogels, das Mikroben und Proteinbiomarker in seiner Umgebung einfängt, ähnlich wie eine sofortige Momentaufnahme des Darms. Die Geräte, die keine Entzündung oder Toxizität verursachte, wurden dann chirurgisch entfernt – ein Schritt, der nach Angaben der Forscher in Zukunft durch eine natürliche Elimination ersetzt werden soll.

Hochdurchsatz-Sequenzierungsstudien zeigten, dass die Bakterienpopulation, die die Geräte erfassten, der des Darms sehr ähnlich war. Die Forscher zeigten auch, dass diese winzigen Zylinder über einen pH-Bereich ausgelöst werden könnten, um Biologika zu liefern. wie Insulin, zu Zellen in einer Petrischale in Gegenwart von Darmschleim. Diese Technologie könnte das Verständnis von Wirt-Mikrobiom-Interaktionen verbessern, Einblicke in das Fortschreiten der assoziierten gastrointestinalen Erkrankung und ebnen den Weg für personalisierte Darmtherapien, sagt die Mannschaft.

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