Une équipe d'ingénieurs de l'Université Tufts a mis au point une pilule 3D qui peut prélever des échantillons de bactéries dans l'intestin lors de leur passage dans le tube digestif. Publié dans la revue Systèmes intelligents avancés, la pilule 3D est le premier moyen non invasif d'acquérir des échantillons et de fournir un profil des populations de microbiomes dans l'ensemble du tube digestif.
Les bactéries de l'intestin sont attirées dans les canaux hélicoïdaux par une « pompe » osmotique dans la pilule. Crédit d'image:Nano Lab, Université Tufts Maintenant, les méthodes d'échantillonnage du tractus gastro-intestinal utilisent des métabolites fécaux et l'analyse de l'ADN. Cependant, ces méthodes ne fournissent pas de données approfondies et complètes de l'environnement GI, en particulier dans la partie supérieure du côlon distal. C’est un domaine où la plupart des espèces de microbiomes diffèrent considérablement.
Selon les chercheurs, ils ont testé la pilule et ils ont trouvé qu'elle permet une identification précise des populations, y compris leur abondance dans diverses applications. L'équipe a essayé la pilule sur des porcs et des primates, mais des essais cliniques sont nécessaires pour voir si la pilule peut être appliquée sur les humains à la fois pour le diagnostic et le traitement à l'avenir.
L'intestin abrite des milliards de microbiomes, y compris les bactéries. Cela signifie que les bactéries intestinales sont encore plus abondantes que les cellules de tout le corps. Plus, il existe plus d'un millier d'espèces de bactéries vivant dans l'intestin. Ils sont là pour une raison et ils procurent de nombreux effets bénéfiques sur le corps.
Tout d'abord, les bactéries intestinales ont un rôle protecteur et de soutien dans la digestion et aident à protéger le corps contre les maladies. Cependant, une fois que l'équilibre du microbiome se produit dans le tractus gastro-intestinal, appelée dysbiose, se produit, cela peut entraîner de nombreux symptômes de troubles digestifs, comme la constipation, ballonnements, indigestion, et la diarrhée.
La dysbiose peut également être liée à une inflammation, exacerbation de maladies comme le cancer, et la vulnérabilité à certaines infections. Des études ont montré que les métabolites du microbiome agissent en protégeant le corps contre les maladies.
« Nous en apprenons beaucoup sur le rôle du microbiome intestinal dans la santé et la maladie. Cependant, nous en savons très peu sur sa biogéographie. La pilule améliorera notre compréhension du rôle de la distribution spatiale dans le profil du microbiome pour faire progresser de nouveaux traitements et thérapies pour un certain nombre de maladies et d'affections, " Sameer Sonkusale, co-auteur de l'étude et professeur de génie électrique et informatique à la Tufts University’s School of Engineering, mentionné.
La nouvelle pilule 3D est moderne et à la pointe de la technologie, développé grâce à une imprimante 3D avec des canaux microfluidiques. La nouvelle pilule permet d'obtenir des échantillons des différentes phases du tube digestif. La surface de la pilule a un revêtement sensible au pH, il n'absorbera donc aucun échantillon jusqu'à ce qu'il pénètre dans l'intestin grêle. Dans l'estomac, où existent des acides, le revêtement fond, ce qui lui permet d'obtenir des échantillons dans l'intestin grêle.
À part ça, il a une membrane semi-perméable qui sépare la pilule en deux chambres - une chambre comprenant des canaux hélicoïdaux, est responsable de l'acquisition des bactéries et l'autre est une chambre remplie de calcium, qui aide à faire un écoulement osmotique à travers la membrane. La pilule 3D contient également un minuscule aimant qui la maintient dans des zones particulières de l'intestin pour un échantillonnage plus spécifique guidé par un aimant externe.
Les chercheurs ont localisé la pilule dans le tube digestif grâce à un colorant fluorescent dans la chambre à sel.
"La conception de cet appareil le rend incroyablement facile à utiliser, présentant peu de risques pour le sujet mesuré, pourtant fournissant tant d'informations, " Pr Giovanni Widmer, professeur de maladies infectieuses et de santé mondiale à la Tufts Cummings School of Veterinary Medicine, dit dans un communiqué.
« Par rapport à d'autres dispositifs de diagnostic non invasifs, c'est comme avoir un ECG pour la santé intestinale, " il ajouta.
Les chercheurs pensent que la nouvelle technologie peut aider au diagnostic gastro-intestinal en analysant les populations bactériennes à l'aide de techniques de séquençage de l'ADN. La nouvelle méthode non invasive aidera non seulement au diagnostic mais aussi au traitement de divers troubles digestifs.
« Nos résultats montrent que les populations bactériennes récupérées des canaux microfluidiques des pilules ressemblent étroitement à la démographie de la population bactérienne du microenvironnement auquel la pilule a été exposée, », ont conclu les chercheurs dans l'étude.
« Nous pensons que de tels dispositifs de laboratoire sur pilule révolutionneront notre compréhension de la diversité spatiale du microbiome intestinal et de sa réponse aux conditions médicales et aux traitements, », ont-ils ajouté.
Carte détaillée du microbiome de la langue humaine
Médicament de perte de poids Wegovy approuvé par la FDA
La découverte de 100 nouveaux gènes pourrait aider la recherche sur les maladies de la pigmentation
Une étude décrit la base de données initiale de base sur le microbiome intestinal sain et le profil d'abondance
Un test sanguin pour l'ADN microbien pourrait mettre en garde contre le cancer
Peu de preuves de thrombocytopénie associée au vaccin ARNm COVID-19,
Les femmes sont-elles plus susceptibles de développer un COVID long ?
Les chercheurs ont trouvé différents groupes de symptômes persistant après la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), avec de la fatigue et des niveaux plus élevés dIL-6 communs chez les femmes. Enviro
L'infection par le SRAS-CoV-2 prolonge l'excrétion virale et la perte de lymphocytes chez les patients atteints de cancer
Les patients atteints de cancer ont plus de difficultés à contracter des infections pendant leur traitement, ce qui les place à haut risque de maladie grave au COVID-19 et de décès. Cependant, comment
Des chercheurs manipulent des espèces bactériennes dans l'intestin à l'aide d'un régime alimentaire
Des scientifiques de la Stanford University School of Medicine ont montré quen manipulant le régime alimentaire dun modèle de souris, il est possible de favoriser la prise de greffe dune souche bactér