Kredit:American Chemical Society
Tarmmikrober påvirker menneskers sundhed, men der er stadig meget at lære, dels fordi de ikke er nemme at samle. Men forskere rapporterer nu ind ACS Nano at de har udviklet en indtagelig kapsel, der i rotteundersøgelser fangede bakterier og andre biologiske prøver, mens de passerede gennem mave-tarmkanalen (GI).
I øjeblikket, forskere opnår tarmmikrober ved at indsamle afføringsprøver eller bruge teknikker som koloskopi eller endoskopi. Imidlertid, afføringsprøver kan ikke fange alle mikroorganismerne i den øvre mave-tarmkanal, og de kan ikke holde mikrober fra forskellige dele af tarmkanalen adskilt. Koloskopi og endoskopi er invasive procedurer, hvilket afskrækker nogle patienter. Sarvesh Kumar Srivastava og kolleger ønskede at undgå disse ulemper ved at designe en enhed, der kunne sluges og derefter elimineres.
Forskerne udviklede et selvpolymeriserende reaktionssystem af poly(ethylenglycol) diacrylatmonomer, jernchlorid og ascorbinsyre - alt sammen fyldt i små hule cylindre. De cylindriske mikroanordninger blev pakket i miniature gelatinekapsler, som var belagt med et beskyttende lag for at forhindre fordøjelsen i mavens sure miljø. Efter at de blev fodret til rotter, kapslerne forblev beskyttet i maven, men desintegrerede i tyndtarmens mere neutrale pH, frigivelse af mikroenhederne. Eksponering for tarmvæske fik cylindrenes kemiske last til at polymerisere, danner en hydrogel, der fangede mikrober og proteinbiomarkører i omgivelserne, meget som et øjeblikkeligt øjebliksbillede af tarmen.
Enheder, som ikke forårsagede betændelse eller toksicitet, blev derefter fjernet kirurgisk - et trin, som forskerne siger, vil blive erstattet af naturlig eliminering i fremtiden. High-throughput sekventeringsundersøgelser viste, at bakteriepopulationen, som anordningerne fangede, meget lignede tarmens. Forskerne viste også, at disse små cylindre kunne udløses over en række pH-værdier for at levere biologiske stoffer, som insulin, til celler i en petriskål i nærværelse af tarmslim. Denne teknologi kan fremme forståelsen af vært-mikrobion interaktioner, give indsigt i associeret GI-sygdomsprogression og baner vejen for personlig tarmterapi, siger holdet.