Bu mikrop dolu hap bağırsaktaki iltihabı izleyebilir

Inda ve meslektaşları aşağıdakileri içeren bir hap yarattılar: E. coli IBD’li kişilerin bağırsaklarında aşırı miktarda üretilen nitrik oksit, hidrojen peroksit ve diğer molekülleri tespit etmek için genetik olarak tasarlanmış bakteriler. Bakterilere, bu inflamatuar moleküllere maruz kaldıklarında ışık yaymalarına neden olan bir gen kümesi eklendi. Hapta ayrıca bu ışığı algılayabilen fotodiyotlar ve sinyali vücut dışına iletebilen bir radyo çipi de bulunuyor. Ekip ilk bulgularını bu yılın başlarında Nature’da bildirdi.

Ekibin en büyük zorluğu, tüm bu malzemeleri yutulabilecek ve mideye zarar vermeyecek kadar küçük bir nesneye sığdırmanın bir yolunu bulmaktı. Inda’nın bu cihazı geliştirmedeki ortağı olan MIT’den kimyager Miguel Jimenez, “Amaç, yeterli sinyale sahip ancak insanlar için güvenli olacak kadar küçük, işlevsel bir cihazdı” diyor. “Elbette ideal olan mikroskobik boyuttur, ancak pil ve diyotların boyutlarının da fiziksel sınırları vardır.”

Ekip, yararlı bir sinyal yaymak için gereken minimum bakteri sayısını hesaplayarak ve bu sinyali algılamak, işlemek ve iletmek için gereken elektronikleri mümkün olduğunca düşük güçlü hale getirerek minyatürleştirmeyi başardı. Bir sonraki adım, bakteri sensörlerini elektronik aksama entegre etmek ve tüm kurulumu küçük bir pakete sığdırmaktı. Bu görev, bakterilerin ıslak bir ortamda tutulması ve elektroniklerin kuru tutulması gerektiği gerçeğiyle daha da zorlaştı; bunu, görünür ışığa karşı şeffaf, lazerle kesilmiş bir yapışkan filmin her iki tarafına yerleştirerek başardılar. . Tüm sistem daha sonra 3D baskılı bir kasaya paketlendi ve hacmi 1,4 santimetre küpten daha az olan bir biyoelektronik hap oluşturuldu.

ARAŞTIRMACILARIN İZNİ

Hapın etkinliğini test etmek için araştırmacılar domuzlara anestezi uyguladılar, cihazı ameliyatla bağırsaklarına yerleştirdiler ve ardından onları kapattılar. (“Onları yutmaları için eğitemezsiniz. Eğer cihazı sadece beslerseniz çiğneyeceklerdir” diyor Jimenez.) Ekip, cihazın IBD biyobelirteçlerini alıp vücudun dışına bir sinyal gönderebildiğini buldu. domuz cesetleri. Inda, sensörlerin hastalığın göstergesi olabilecek konsantrasyonlardaki biyobelirteçleri tespit edebildiğini göstermek için hapın artık insanlarda doğrulanması gerektiğini ekliyor.

Boston’daki Massachusetts Genel Hastanesi’nde gastroenterolog olan Alessio Fasano, biyoelektronik hapın “fütüristik” olduğunu söylüyor. Ekibi, bağırsak boyunca fotoğraf çekmek ve görünür iltihap alanlarını izlemek için yutulabilen bir video kapsülü olan bir “hap kamerası” geliştiriyor.

Enflamasyondaki değişiklikleri çok erken izlemek için invazif olmayan bir yönteme sahip olmanın son derece yararlı olacağını söylüyor. Hastaların sık görülen inflamatuar alevlenmelerini semptomların başlangıcından önce yakalamak, daha erken müdahaleye olanak sağlayabilir.

“Bu, ciddi klinik ihtiyaç duyulan bir alanda çok yenilikçi bir katkıdır” diyor.