A bél-agy tengely jobb megértése új kezelésekhez vezethet a neurológiai rendellenességekhez

Bárki, aki tapasztalt "pillangókat a gyomorban", mielőtt nagy előadást tartott, nem lesz meglepve, ha megtudja, hogy fizikai kapcsolat van a bél és az agy között.

Az idegtudósok és az egészségügyi szakemberek ezt a kapcsolatot "bél-agy tengelynek" (GBA) nevezik; a GBA jobb megértése vezethet neurológiai rendellenességek, például depresszió és szorongás kezelésének és gyógymódjának kifejlesztéséhez, valamint számos krónikus autoimmun gyulladásos betegség, például irritábilis bél szindróma (IBS) és reumás ízületi gyulladás esetén.

Épp most, ezeket az állapotokat és betegségeket elsősorban a betegek tüneteiről szóló jelentések diagnosztizálják. Azonban, idegtudósok és orvosok vizsgálják a GBA-t, hogy megtalálják ezeknek a betegségeknek az úgynevezett "biomarkereit". A GBA esetében hogy a biomarker valószínűleg szerotonin.

A bél és az agy közötti összetett kapcsolat megcélzásával, A kutatók remélik, hogy felfedhetik a bél mikrobiom szerepét mind a bél-, mind az agyi betegségekben.

Egy könnyen azonosítható biomarkerrel, például szerotoninnal, Lehet, hogy valamilyen módon meg lehet mérni, hogy a bél mikrobiómájának diszfunkciója hogyan befolyásolja a GBA jelátviteli útvonalakat.

Olyan eszközök birtokában, amelyek növelhetik a megértést, segítség a betegség diagnosztizálásában, és betekintést nyújtani abba, hogy az étrend és a táplálkozás milyen hatással van a mentális egészségre, rendkívül értékes lenne.

1 millió dolláros Nemzeti Tudományos Alapítványi támogatással a Marylandi Egyetem mérnöki szakértőiből álló csapat, idegtudomány, alkalmazott mikrobiológia, és a fizika előrehaladt egy olyan platform felépítésében, amely figyelemmel kísérheti és modellezheti a bél mikrobioma szerotonin aktivitásának valós idejű feldolgozását.

Három új publikáció részletezi a munka előrehaladását, amely újításokat tartalmaz a szerotonin kimutatásában, neurológiai hatásainak felmérése, és a bélhám apró változásainak érzékelése.

"A szerotonin elektrokémiai mérése a porózus sejttenyésztési membránokon gyártott Au-CNT elektródákkal" (https:/ / www. természet. com/ cikkek/ s41378-020-00184-4), a csapat kifejlesztett egy platformot, amely hozzáférést biztosít a szerotonin termelés adott helyéhez.

A platform porózus membránt tartalmazott, beépített szerotoninérzékelővel, amelyen a bélésbélés modellje termeszthető. Ez az újítás lehetővé tette a kutatók számára, hogy hozzáférjenek a sejttenyészet felső és alsó oldalához is-ez azért fontos, mert a szerotonin a sejtek aljából választódik ki.

A munka az első, amely bemutat egy megvalósítható módszert a redox molekulák kimutatására, mint például a szerotonin, közvetlenül egy porózus és rugalmas sejtkultúrán. Kiváló hozzáférést biztosít a sejtből felszabaduló molekulákhoz, és kontrollálható bélmodell-környezetet hoz létre az úttörő GBA-kutatások elvégzéséhez anélkül, hogy invazív eljárásokat kellene végrehajtani embereken vagy állatokon.

A csapat második lapja, "Hibrid biomonitoring rendszer a bél-neuron kommunikációhoz" (https:/ / ieeexplore. ieee. org/ dokumentum/ 9123494), az első megállapításaira épít:a kutatók tovább fejlesztették a szerotonin mérő platformot, hogy fel tudják mérni a szerotonin neurológiai hatásait.

Egy feldarabolt rákideg -modell hozzáadásával és integrálásával a bélnyálkahártya -modellel, a csapat létrehozott egy bél-neuron interfészt, amely elektrofiziológiailag fel tudja mérni az idegválaszt az elektrokémiailag kimutatott szerotoninra.

Ez az előrelépés lehetővé teszi a bél és az idegsejtek közötti molekuláris jelátvitel tanulmányozását, lehetővé teszi mindkét GBA szövet valós idejű monitorozását először.

Végül, a koncepció, tervezés, és a teljes biomonitoring platform használatát egy harmadik dokumentum írja le, "3D nyomtatott elektrokémiai érzékelő integrált Transwell rendszerek" (https:/ / www. természet. com/ cikkek/ s41378-020-00208-z).

Ez a dokumentum a 3D nyomtatott ház fejlesztésébe merül, az egészséges lab-on-a-chip bélsejtkultúra fenntartása, és a sejttenyésztési membránra integrált kétféle érzékelő értékelése.

A kettős érzékelők különösen fontosak, mivel visszajelzést adnak a rendszer több összetevőjéről-nevezetesen azok a részek, amelyek a bélnyálkahártya permeabilitását (a betegség erős mutatója) és szerotonin -felszabadulását (az idegrendszerrel való kommunikáció mérőszáma) modellezik.

Az elektrokémiai érzékelő mellett-standard redox-molekula ferrocén-dimetanollal értékelve-impedancia-érzékelőt használtak a sejtek növekedésének és a membránon való lefedettségének ellenőrzésére.

Mindkét érzékelő használata lehetővé tenné a bélsejtkultúra megfigyelését különböző környezeti és étkezési feltételek mellett. Ezenkívül lehetővé tenné a kutatók számára, hogy értékeljék a gátpermeabilitás változásait (a betegség erős mutatója), és a szerotonin felszabadulását (az idegrendszerrel való kommunikáció mértékét).

• A génváltozatok utalhatnak a gyermekkori eozinofil oesophagitis sikeres kezelésére
• A kutatók arra törekednek, hogy leállítsák a kolonoszkópiás meglepetésszámlázást