Команда инженеров из Университета Тафтса разработала трехмерную таблетку, которая может анализировать бактерии в кишечнике, когда они проходят через пищеварительный тракт. Опубликовано в журнале Продвинутые интеллектуальные системы, 3D-таблетки - это первое неинвазивное средство для сбора образцов и получения профиля популяции микробиома во всем пищеварительном тракте.
Бактерии из кишечника втягиваются в спиральные каналы с помощью осмотического «насоса» в таблетке. Кредит изображения:Nano Lab, Университет Тафтса В настоящий момент, В методах отбора проб желудочно-кишечного тракта используются фекальные метаболиты и анализ ДНК. Тем не мение, эти методы не предоставляют подробных и исчерпывающих данных о среде GI, особенно в верхней части дистального отдела толстой кишки. Это область, в которой большинство видов микробиома значительно различаются.
По мнению исследователей, они протестировали таблетку и обнаружили, что она обеспечивает точную идентификацию популяций, включая их изобилие в различных приложениях. Команда опробовала таблетку как на свиньях, так и на приматах. но необходимо провести клинические испытания, чтобы увидеть, можно ли применять таблетки на людях как для диагностики, так и для лечения в будущем.
В кишечнике обитают триллионы микробиомов, включая бактерии. Это означает, что в них кишечных бактерий даже больше, чем клеток во всем организме. Плюс, в кишечнике обитает более тысячи видов бактерий. Они существуют не зря и оказывают множество положительных эффектов на организм.
Прежде всего, кишечные бактерии играют защитную и поддерживающую роль в пищеварении, а также помогают защитить организм от болезней. Тем не мение, как только баланс микробиома возникает в желудочно-кишечном тракте, называется дисбактериоз, происходит, это может привести к появлению многих симптомов расстройства пищеварения, например, запор, вздутие живота расстройство желудка, и понос.
Дисбактериоз также может быть связан с воспалением, обострение таких заболеваний, как рак, и уязвимость к определенным инфекциям. Исследования показали, что метаболиты микробиома работают, защищая организм от болезней.
«Мы довольно много узнаем о роли кишечного микробиома в здоровье и болезнях. Тем не мение, мы очень мало знаем о его биогеографии. Таблетка улучшит наше понимание роли пространственного распределения в профиле микробиома для продвижения новых методов лечения и лечения ряда заболеваний и состояний, Самир Сонкусале, соавтор исследования и профессор электротехники и вычислительной техники в Школе инженерии Университета Тафтса, сказал.
Новая 3D таблетка современна и соответствует последнему слову техники, разработан с помощью 3D-принтера с микрожидкостными каналами. Новые таблетки позволяют получать образцы из различных фаз пищеварительного тракта. Поверхность таблетки имеет pH-чувствительное покрытие, поэтому он не впитает образцы, пока не попадет в тонкий кишечник. В желудке, где есть кислоты, покрытие плавится, позволяя получать образцы в тонком кишечнике.
Помимо этого, он имеет полупроницаемую мембрану, которая разделяет таблетку на две камеры:одна камера содержит спиральные каналы, отвечает за приобретение бактерий, а другой - заполненная кальцием камера, который помогает в создании осмотического потока через мембрану. 3D-таблетка также содержит крошечный магнит, который удерживает ее в определенных областях кишечника для более точного отбора проб с помощью внешнего магнита.
Исследователи обнаружили таблетку в пищеварительном тракте через флуоресцентный краситель в соляной камере.
"Дизайн этого устройства делает его невероятно простым в использовании, представляет небольшой риск для объекта измерения, но предоставляя так много информации, "Проф. Джованни Видмер, профессор инфекционных болезней и глобального здоровья в Школе ветеринарной медицины Тафтса Каммингса, говорится в заявлении.
"По сравнению с другими неинвазивными диагностическими устройствами, это похоже на ЭКГ для здоровья кишечника, " добавил он.
Исследователи считают, что новая технология может помочь в диагностике желудочно-кишечного тракта, анализируя популяции бактерий с помощью методов секвенирования ДНК. Новый неинвазивный метод поможет не только в диагностике, но и в лечении различных расстройств пищеварения.
«Наши результаты показывают, что популяции бактерий, выделенные из микрофлюидных каналов таблеток, очень похожи на демографические характеристики бактериальных популяций микросреды, в которой была представлена таблетка, »Пришли к выводу исследователи в своем исследовании.
«Мы считаем, что такие устройства« лаборатория на таблетках »произведут революцию в нашем понимании пространственного разнообразия микробиома кишечника и его реакции на медицинские условия и методы лечения. - добавили они.
Исследователи нашли новый способ защиты от болезней в модели рассеянного склероза.
Лечение целиакии
Микробиом кишечника также присутствует в жизни плода.
Микробы кишечника ос помогают бороться с пестицидами
Исследования показывают, что заражение кишечными паразитами снижает тяжесть COVID-19
Новая модель трансплантации микробиома влагалища
Исследования показывают, как кишечные микробы влияют на желудочный грипп
Новое исследование показывает, что кишечные микробы могут влиять на тяжесть норовирусной инфекции (желудочный грипп, или зимняя рвота), в зависимости от расположения кишечника, пораженного первым. Опу
Анализ крови на микробную ДНК может предупредить о раке
Новое исследование, опубликованное в журнале Природа 11 марта, 2020, может изменить существующие в настоящее время взгляды на причинно-следственную связь и диагностику рака. Исследователи придумали
Иммунные клетки кишечника могут быть ответственны за изменения метаболизма, находит исследование
Новое исследование показало, что количество иммунных клеток в кишечнике может быть связано со скоростью метаболизма. Результаты нового исследования под названием, «Внутриэпителиальные Т-клетки кишечни