Un equipo de ingenieros de la Universidad de Tufts ha desarrollado una píldora 3D que puede tomar muestras de bacterias en el intestino a medida que pasa por el tracto digestivo. Publicado en la revista Sistemas inteligentes avanzados, La píldora 3D es el primer medio no invasivo para adquirir muestras y proporcionar un perfil de poblaciones de microbiomas en todo el tracto digestivo.
Las bacterias del intestino son arrastradas hacia los canales helicoidales mediante una "bomba" osmótica en la píldora. Crédito de la imagen:Nano Lab, Universidad de Tufts En el presente, Los métodos de muestreo del tracto gastrointestinal utilizan metabolitos fecales y análisis de ADN. Sin embargo, Estos métodos no proporcionan datos exhaustivos y exhaustivos del entorno GI, particularmente en la parte superior del colon distal. Es un área donde la mayoría de las especies de microbiomas difieren significativamente.
Según los investigadores, han probado la píldora y han descubierto que proporciona una identificación precisa de las poblaciones, incluyendo su abundancia en diversas aplicaciones. El equipo probó la píldora tanto en cerdos como en primates, pero es necesario realizar ensayos clínicos para ver si la píldora se puede aplicar en humanos tanto para el diagnóstico como para el tratamiento en el futuro.
El intestino alberga billones de microbiomas, incluidas las bacterias. Eso significa que las bacterias intestinales son incluso más abundantes que las células de todo el cuerpo. Más, hay más de mil especies de bacterias que viven en el intestino. Están ahí por una razón y proporcionan muchos efectos beneficiosos para el cuerpo.
Antes que nada, Las bacterias intestinales tienen una función protectora y de apoyo en la digestión y ayudan a proteger el cuerpo contra las enfermedades. Sin embargo, una vez que el equilibrio del microbioma ocurre en el tracto gastrointestinal, llamada disbiosis, ocurre, puede provocar muchos síntomas de trastornos digestivos, como el estreñimiento, hinchazón indigestión, y diarrea.
La disbiosis también puede estar relacionada con la inflamación, exacerbación de enfermedades como el cáncer, y vulnerabilidad a ciertas infecciones. Los estudios han demostrado que los metabolitos del microbioma actúan protegiendo al cuerpo contra las enfermedades.
“Estamos aprendiendo bastante sobre el papel del microbioma intestinal en la salud y la enfermedad. Sin embargo, sabemos muy poco sobre su biogeografía. La píldora mejorará nuestra comprensión del papel de la distribución espacial en el perfil del microbioma para promover nuevos tratamientos y terapias para una serie de enfermedades y afecciones. "Sameer Sonkusale, coautor del estudio y profesor de ingeniería eléctrica e informática en la Escuela de Ingeniería de la Universidad de Tufts, dijo.
La nueva píldora 3D es moderna y de vanguardia, desarrollado a través de una impresora 3D con canales microfluídicos. La nueva píldora puede obtener muestras de las distintas fases del tracto digestivo. La superficie de la píldora tiene una cubierta sensible al pH, por lo que no absorberá ninguna muestra hasta que ingrese al intestino delgado. En el estomago, donde existen los ácidos, el revestimiento se derrite, lo que le permite obtener muestras en el intestino delgado.
Aparte de eso, tiene una membrana semipermeable que separa la píldora en dos cámaras:una cámara que comprende canales helicoidales, es responsable de adquirir bacterias y la otra es una cámara llena de calcio, que ayuda a hacer un flujo osmótico a través de la membrana. La píldora 3D también contiene un pequeño imán que la sostiene en áreas particulares del intestino para obtener muestras más específicas guiadas por un imán externo.
Los investigadores localizaron la píldora en el tracto digestivo a través de un tinte fluorescente en la cámara de sal.
"El diseño de este dispositivo lo hace increíblemente fácil de usar, presenta poco riesgo para el sujeto que se mide, pero brindando tanta información, "Prof. Giovanni Widmer, profesor de enfermedades infecciosas y salud global en Tufts Cummings School of Veterinary Medicine, dijo en un comunicado.
"En comparación con otros dispositivos de diagnóstico no invasivos, esto es como tener un electrocardiograma para la salud intestinal, ”Añadió.
Los investigadores creen que la nueva tecnología puede ayudar en el diagnóstico gastrointestinal mediante el análisis de poblaciones bacterianas utilizando técnicas de secuenciación de ADN. El nuevo método no invasivo ayudará no solo en el diagnóstico sino también en el tratamiento de diversos trastornos digestivos.
“Nuestros resultados muestran que las poblaciones bacterianas recuperadas de los canales de microfluidos de las píldoras se parecen mucho a la demografía de la población bacteriana del microambiente al que se expuso la píldora, ”Concluyeron los investigadores en el estudio.
“Creemos que estos dispositivos de laboratorio en forma de píldora revolucionarán nuestra comprensión de la diversidad espacial del microbioma intestinal y su respuesta a las condiciones médicas y los tratamientos, ”, Agregaron.
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