Gli scienziati sviluppano la pillola stampata 3D che campiona i batteri trovati nell'intestino

Il microbiome dell'intestino si compone dei trilioni dei microbi viventi e più di mille specie di batteri. È stato conosciuto che l'intestino svolge i ruoli principali nella salubrità dell'organismo. Un gruppo degli ingegneri dell'università può sviluppare un modo studiare e raccogliere i campioni dei microbi che vivono nell'intestino.

Un gruppo degli ingegneri alla Tufts University ha sviluppato una pillola 3D che può campionare i batteri nell'intestino mentre attraversa l'apparato digerente. Pubblicato nei sistemi intelligenti avanzati giornale, la pillola 3D è il primo modo non invadente di acquistare i campioni e fornire il profilo di popolazioni del microbiome nell'intero apparato digerente.

I batteri nell
I batteri nell'intestino sono tirati nei canali elicoidali “da una pompa„ osmotica nella pillola. Credito di immagine: Laboratorio nano, Tufts University

La pillola 3D può campionare i batteri dell'intestino nell'intero tratto di GI

Attualmente, i metodi di campionamento del tratto di GI usa i metaboliti fecali e l'analisi del DNA. Tuttavia, questi metodi non forniscono i dati approfonditi e completi dell'ambiente di GI, specialmente nella parte superiore del colon distale. È un'area dove la maggior parte delle specie del microbiome differiscono significativamente.

Secondo i ricercatori, hanno provato la pillola ed hanno trovato che fornisce l'identificazione accurata delle popolazioni, compreso la loro abbondanza in varie applicazioni. Il gruppo ha provato la pillola su entrambi i maiali e primati, ma i test clinici sono necessari essere eseguiti per vedere se la pillola può essere applicata sugli esseri umani per sia la diagnosi che il trattamento in futuro.

Il microbiome dell'intestino

L'intestino è domestico ai trilioni dei microbiomes, compreso i batteri. Quello significa che sventrano i batteri sono ancor più abbondanti che le celle nell'intero organismo. Il più, là è più di mille specie di batteri che vivono nell'intestino. Sono là per una ragione e forniscono molti effetti benefici sull'organismo.

In primo luogo fuori, i batteri dell'intestino hanno un protettivo e la parte complementare nella digestione ed in contribuisce a proteggere l'organismo dalla malattia. Tuttavia, una volta il bilanciamento di microbiome si presenta nel tratto gastrointestinale, chiamato dysbiosis, accade, può piombo a molti sintomi digestivi di perturbazione, quali costipazione, rigonfiamento, indigestione e diarrea.

Dysbiosis può anche essere collegato ad infiammazione, all'esacerbazione delle malattie come cancro ed alla vulnerabilità a determinate infezioni. Gli studi hanno indicato che i metaboliti del microbiome funzionano proteggendo l'organismo contro la malattia.

“Stiamo imparando parecchio circa il ruolo del microbiome dell'intestino nella salubrità e nella malattia. Tuttavia, conosciamo pochissimo circa la sua biogeografia. La pillola migliorerà la nostra comprensione del ruolo di distribuzione spaziale nel profilo del microbiome per avanzare i trattamenti novelli e terapie per una serie di malattie e circostanze,„ Sameer Sonkusale, il co-author di studio e professore di elettrico e di ingegneria informatica al banco dell'università dei ciuffi di assistenza tecnica, hanno detto.

Pillola specializzata 3D

La nuova pillola 3D è moderna e punta del progresso, sviluppata tramite una stampante 3D con i canali microfluidic. La nuova pillola può ottenere i campioni a partire dalle varie fasi dell'apparato digerente. La superficie della pillola ha ad una copertura pH sensibile, in modo da non assorbirà alcuni campioni finché non entri nell'intestino tenue. Nello stomaco, in cui gli acidi esistono, il rivestimento si fonde, rendendolo capace di ottenere i campioni nell'intestino tenue.

Oltre a quello, ha una membrana semipermeabile che separa la pillola in due camere - una camera che comprende i canali elicoidali, è responsabile dell'acquisto dei batteri e l'altra è di una camera ripiena di calcio, che aiuta nella fabbricazione del flusso osmotico attraverso la membrana. La pillola 3D egualmente contiene un magnete minuscolo che le tenute alle aree particolari nell'intestino per la campionatura più specifica hanno guidato da un magnete esterno.

I ricercatori hanno individuato la pillola nell'apparato digerente attraverso una tintura fluorescente nella camera del sale.

“La progettazione di questa unità la rende incredibilmente di facile impiego, comportando poco rischio all'oggetto che è misurato, eppure fornendo così tanto informazioni,„ prof. Giovanni Widmer, professore delle malattie infettive e della salubrità globale a scuola di Cummings dei ciuffi di medicina veterinaria, ha detto in un'istruzione.

“Ha confrontato ad altri dispositivi diagnostici non invadenti, questo è come avere un elettrocardiogramma per salubrità dell'intestino,„ ha aggiunto.

I ricercatori ritengono che la nuova tecnologia possa aiutare nella diagnosi gastrointestinale analizzando le popolazioni batteriche facendo uso di DNA che ordina le tecniche. Il nuovo metodo non invadente aiuterà non solo nella diagnosi ma anche nel trattamento di vari disordini digestivi.

“I nostri risultati indicano che le popolazioni batteriche hanno recuperato dalle pillole' che i canali microfluidic somigliano molto attentamente ai dati demografici batterici della popolazione del microenvironment a cui la pillola è stata esposta,„ i ricercatori conclusivi nello studio.
“Crediamo che tali unità della laboratorio-su-un-pillola rivoluzionino la nostra comprensione della diversità spaziale del microbiome dell'intestino e la sua risposta alle condizioni mediche ed ai trattamenti,„ hanno aggiunto.

Journal reference:

Nejaad, H.R., Oliveira, B., Sadeqi, A., Dehkharghani, A., Kondova, I., Langermans, J., Guasto, J., Tzipori, S., Widmer, G., Sonkusal, S. (2019). Ingestible Osmotic Pill for In‐vivo Sampling of Gut Microbiome. Advanced Intelligent Systems. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aisy.201900053

Angela Betsaida B. Laguipo

Written by

Angela Betsaida B. Laguipo

Angela is a nurse by profession and a writer by heart. She graduated with honors (Cum Laude) for her Bachelor of Nursing degree at the University of Baguio, Philippines. She recently completed a Master's Degree where she specialized in Maternal and Child Nursing and is now working as a clinical instructor and educator in the School of Nursing at the University of Baguio.

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