Aviso: Esta página é uma tradução automática da página original em inglês. Por favor note uma vez que as traduções são geradas por máquinas, não tradução tudo será perfeita. Este site e suas páginas da Web destinam-se a ler em inglês. Qualquer tradução deste site e suas páginas da Web pode ser imprecisas e imprecisos no todo ou em parte. Esta tradução é fornecida como uma conveniência.

Uma compreensão melhor da linha central do intestino-cérebro pode conduzir aos tratamentos novos para desordens neurológicas

Qualquer um que experimentou “borboletas no estômago” antes de dar uma apresentação grande será unsurprised aprender lá é uma conexão física entre seu intestino e seu cérebro.

Os neurocientistas e os profissionais médicos chamam esta conexão do “a linha central intestino-cérebro” (GBA); uma compreensão melhor do GBA podia conduzir à revelação dos tratamentos e das curas para desordens neurológicas tais como a depressão e a ansiedade, assim como para uma escala de doenças inflamatórios auto-imunes crônicas tais como a síndrome do intestino irritável (IBS) e a artrite reumatóide.

Agora, estas circunstâncias e doenças são diagnosticadas primeiramente pelos relatórios dos pacientes de seus sintomas. Contudo, os neurocientistas e os doutores estão investigando o GBA a fim encontrar “biomarkers assim chamados” para estas doenças. No caso do GBA, esse biomarker é serotonina provável.

Visando esta conexão complexa entre o intestino e o cérebro, os pesquisadores esperam que podem descobrir o papel do microbiome do intestino em desordens do intestino e do cérebro.

Com um biomarker facilmente identificável tal como a serotonina, pode haver alguma maneira de medir como a deficiência orgânica no microbiome do intestino afecta os caminhos da sinalização de GBA.

Ter as ferramentas que poderiam aumentar a compreensão, a ajudar com diagnóstico da doença, e oferecer a introspecção em como a dieta e a nutrição impactam a saúde mental seria extremamente valioso.

Com os $1 milhões no financiamento do National Science Foundation, uma equipe de peritos da Universidade de Maryland da engenharia, a neurociência, a microbiologia aplicada, e a física têm feito o progresso em construir uma plataforma que pudesse monitorar e modelasse o processamento de tempo real da actividade da serotonina do microbiome do intestino.

Três papéis publicados novos detalham o progresso do trabalho, que inclui inovações em detectar a serotonina, avaliando seus efeitos neurológicos, e detectar a acta muda ao epitélio do intestino.

“Na medida electroquímica da serotonina pelos eléctrodos do au-CNT fabricados nas membranas porosas da cultura celular” (https://www.nature.com/articles/s41378-020-00184-4), a equipe desenvolveu uma plataforma que forneça o acesso ao local específico da produção da serotonina.

A plataforma incluiu uma membrana porosa com um sensor integrado da serotonina em que um modelo do forro do intestino pode ser crescido. Esta inovação permitiu que os pesquisadores alcançassem lados da parte superior e da parte inferior da cultura celular--importante porque a serotonina é segregada das partes inferiores das pilhas.

O trabalho é o primeiro para demonstrar um método praticável para a detecção de moléculas dos redox, tais como a serotonina, directamente em uma carcaça porosa e flexível da cultura celular. Concede o acesso superior às moléculas pilha-liberadas e cria um ambiente modelo verificável do intestino para executar a pesquisa inovador de GBA sem a necessidade de executar procedimentos invasores em seres humanos ou em animais.

A equipe em segundo de papel, “um sistema híbrido do Biomonitoring para uma comunicação do Intestino-Neurônio” (https://ieeexplore.ieee.org/document/9123494), construções nos resultados do primeiros: os pesquisadores desenvolveram a plataforma de medição da serotonina mais assim que poderia avaliar os efeitos neurológicos da serotonina.

Adicionando e integrando um modelo dissecado do nervo das lagostas com o modelo do forro do intestino, a equipe criou uma relação do intestino-neurônio que pudesse electrophysiologically avaliar a resposta do nervo à serotonina eletroquìmica detectada.

Este avanço permite o estudo da sinalização molecular entre o intestino e as pilhas de nervo, fazendo a monitoração de tempo real possível de ambos os tecidos de GBA pela primeira vez.

Finalmente, o conceito, o projecto, e o uso para a plataforma inteira do biomonitoring são descritos em um terceiro papel, “sensor eletroquímico sistemas integrados impressos 3D de Transwell” (https://www.nature.com/articles/s41378-020-00208-z).

Este papel investiga na revelação do alojamento 3D-printed, da manutenção de uma cultura celular saudável do intestino da laboratório-em-um-microplaqueta, e da avaliação dos dois tipos de sensores integrados na membrana da cultura celular.

Os sensores duplos são particularmente importantes porque fornecem o feedback sobre componentes múltiplos do sistema--a saber, as parcelas que modelam a permeabilidade do forro do intestino (um indicador forte da doença) e sua liberação da serotonina (uma medida de uma comunicação com o sistema nervoso).

Ao lado do sensor eletroquímico--avaliado usando um dimethanol padrão do ferrocene da molécula dos redox--um sensor da impedância foi usado para monitorar o crescimento e a cobertura da pilha sobre a membrana.

Usar ambos estes sensores permitiria a monitoração de uma cultura celular do intestino sob várias circunstâncias ambientais e dietéticas. Igualmente permitiria pesquisadores de avaliar mudanças à permeabilidade da barreira (um indicador forte da doença), e liberação da serotonina (uma medida de uma comunicação com o sistema nervoso).

Source:
Journal reference:

Rajasekaran, P. R., et al. (2020) 3D-Printed electrochemical sensor-integrated transwell systems. Microsystems & Nanoengineering. doi.org/10.1038/s41378-020-00208-z.