Nevrovitere og medisinske fagfolk kaller denne forbindelsen "tarm-hjerne-aksen" (GBA); en bedre forståelse av GBA kan føre til utvikling av behandlinger og kurer for nevrologiske lidelser som depresjon og angst, så vel som for en rekke kroniske autoimmunbetennelsessykdommer som irritabel tarmsyndrom (IBS) og revmatoid artritt.
Akkurat nå, disse tilstandene og sykdommene diagnostiseres først og fremst av pasienters rapporter om symptomene deres. Derimot, nevrovitere og leger undersøker GBA for å finne såkalte "biomarkører" for disse sykdommene. Når det gjelder GBA, at biomarkøren sannsynligvis er serotonin.
Ved å målrette denne komplekse forbindelsen mellom tarmen og hjernen, forskere håper de kan avdekke tarmmikrobiomets rolle i både tarm- og hjernesykdommer.
Med en lett identifiserbar biomarkør som serotonin, Det kan være en måte å måle hvordan dysfunksjon i tarmmikrobiomet påvirker GBA -signalveiene.
Å ha verktøy som kan øke forståelsen, hjelpe til med diagnosen sykdom, og gi innsikt i hvordan kosthold og ernæring påvirker mental helse ville være ekstremt verdifullt.
Med 1 million dollar i National Science Foundation -finansiering, et team av University of Maryland eksperter fra ingeniørfag, nevrovitenskap, anvendt mikrobiologi, og fysikken har kommet godt i gang med å bygge en plattform som kan overvåke og modellere sanntidsbehandling av tarmmikrobiom serotoninaktivitet.
Tre nye publiserte artikler beskriver fremdriften i arbeidet, som inkluderer innovasjoner for å oppdage serotonin, vurdere dens nevrologiske effekter, og registrerer små endringer i tarmepitelet.
I "Elektrokjemisk måling av serotonin ved Au-CNT-elektroder produsert på porøse cellekulturmembraner" (https:/
Plattformen inkluderte en porøs membran med en integrert serotoninsensor som en modell av tarmen kan dyrkes på. Denne innovasjonen ga forskere tilgang til både øvre og nedre side av cellekulturen-viktig fordi serotonin skilles ut fra cellene.
Arbeidet er det første som demonstrerer en gjennomførbar metode for påvisning av redoksmolekyler, som serotonin, direkte på et porøst og fleksibelt cellekultursubstrat. Det gir overlegen tilgang til cellefrigitte molekyler og skaper et kontrollerbart tarmmiljø for å utføre banebrytende GBA-forskning uten å måtte utføre invasive prosedyrer på mennesker eller dyr.
Lagets andre papir, "Et hybrid bioovervåkingssystem for tarm-neuronkommunikasjon" (https:/
Ved å legge til og integrere en dissekert krepsnerven -modell med tarmforingsmodellen, teamet opprettet et tarm-nevron-grensesnitt som kan elektrofysiologisk vurdere nerverespons på det elektrokjemisk påviste serotoninet.
Dette fremskrittet muliggjør studiet av molekylær signalering mellom tarm og nerveceller, muliggjør sanntidsovervåking av begge GBA-vevene for første gang.
Endelig, konseptet, design, og bruk for hele biomonitoreringsplattformen er beskrevet i et tredje papir, "3D -trykte elektrokjemiske sensorintegrerte Transwell -systemer" (https:/
Dette papiret går nærmere inn på utviklingen av det 3D-trykte huset, vedlikehold av en sunn lab-on-a-chip tarmcellekultur, og evalueringen av de to typene sensorer som er integrert på cellekulturmembranen.
De doble sensorene er spesielt viktige fordi de gir tilbakemelding om flere komponenter i systemet-nemlig, delene som modellerer tarmforingens permeabilitet (en sterk indikator på sykdom) og dets frigjøring av serotonin (et mål for kommunikasjon med nervesystemet).
Ved siden av den elektrokjemiske sensoren-evaluert ved bruk av et standard redoksmolekyl ferrocendimetanol-ble en impedanssensor brukt til å overvåke cellevekst og dekning over membranen.
Ved å bruke begge disse sensorene ville det være mulig å overvåke en tarmcellekultur under forskjellige miljø- og kostholdsforhold. Det vil også gjøre det mulig for forskere å evaluere endringer i barrierepermeabilitet (en sterk indikator på sykdom), og serotoninfrigivelse (et mål på kommunikasjon med nervesystemet).
Forstå halsbrann
Halsbrann, den brennende følelsen som oppstår enten i brystet eller halsen, er vanligvis et midlertidig problem - kanskje du spiste litt krydret mat - men for noen mennesker, det kan være kronisk. Hal
Tarmbakterier knyttet til metabolske endringer og autisme i ny studie
Forskere ved California Institute of Technology har gjort en viktig oppdagelse som kan forklare hvordan tarmbakterier kan bidra til autisme-lignende atferd. Teamet fant at når mus ble kolonisert med
Tiopuriner kan hjelpe til med å stoppe virusreplikasjon hos menneskelige koronavirus
Forskere fra Institutt for mikrobiologi og immunologi, Dalhousie universitet, University of Calgary, og Institutt for biokjemi og molekylærbiologi, University of British Columbia, Canada, jobbet med m
