SVJETLEĆE BAKTERIJSKE 'PILULE': mogle bi otkriti bolesti crijeva i bez kolonoskopije

U studiji, objavljenoj u ACS Sensors, istraživači izvještavaju da su razvili senzor napravljen od sitnih mikrosfera napunjenih bakterijama koje detektiraju krv i markere gastrointestinalnih bolesti.

Oralno uzete, minijaturne „pilule“ također sadrže magnetske čestice koje olakšavaju njihovo prikupljanje iz stolice. Nakon što su se izlučile iz mišjih modela s kolitisom (upalom debelog crijeva), bakterijski senzor otkrio je gastrointestinalno krvarenje u roku od nekoliko minuta. Istraživači kažu da bi se bakterije u senzoru mogle prilagoditi i za otkrivanje drugih crijevnih bolesti.
 

Milijuni ljudi imaju kolorektalni karcinom ili upalnu bolest crijeva, koji mogu uzrokovati crijevno krvarenje, proljev i grčeve. Zlatni standard u dijagnostici je kolonoskopija pomoću endoskopa, fleksibilne cijevi s kamerom koja se uvodi u debelo crijevo. Unatoč kliničkoj vrijednosti, mnogi ljudi izbjegavaju kolonoskopiju zbog neugodne pripreme i invazivnosti.

Kako bi povećali suradljivost pacijenata i učinili probir* dostupnijim, Zhou, Bang-Ce Ye, Zhen-Ping Zou i kolege razvijaju nježnije metode korištenjem bakterija koje 'osjećaju' biomarkere bolesti, poput hema, komponente crvenih krvnih stanica i znaka crijevnog krvarenja.

(*probir, engl. skrining = postupak organiziranog traženja određenih bolesti ili stanja kod osoba koje nemaju vidljive simptome, kako bi se otkrile u ranoj fazi)

Prethodno su istraživači razvili bakterije koje detektiraju hem i svijetle u prisutnosti krvi, ali bakterijski senzori se razgrađuju u probavnom sustavu i teško ih je prikupiti. U ovoj studiji, enkapsulirali su svoje bakterije koje detektiraju hem i magnetske čestice unutar kuglica natrijeva alginata, zgušnjivača koji se koristi u hrani. Proces stvara sitne senzore od hidrogelnih mikrosfera koje se lako mogu ukloniti iz fekalija magnetom nakon što prođu kroz tijelo.

Početni testovi pokazali su da hidrogel štiti bakterije od simuliranih probavnih tekućina, ali i omogućuje interakciju hema s bakterijskim senzorom, uzrokujući njegov sjaj.

Zatim je tim oralno dao mikrosfere mišjim modelima s upalom debelog crijeva (kolitis) u različitim stadijima bolesti (od neaktivnosti do teških stadija). Nakon što su mikrosfere prošle kroz gastrointestinalni sustavi životinja, istraživači su magnetom izvadili senzore iz fekalija i otkrili sljedeće:

• čišćenje mikrosfera i analiza signala trajalo je oko 25 minuta.
• kako je stadij bolesti napredovao, intenzitet svjetlosti koju proizvodi senzor se pojačavao, što je ukazivalo na više hema kod mišjih modela s jače uznaprdovalim stadijem kolitisa
• procjene zdravih miševa kojima je dan senzor pokazale su da su mikrosfere biokompatibilne i sigurne.
   

Iako senzor još treba testirati na ljudima, istraživači kažu da bi ova metoda enkapsulacije bakterijskih senzora mogla dijagnosticirati gastrointestinalne bolesti te pratiti liječenje i napredovanje bolesti.

„Ova tehnologija pruža novu paradigmu za brzo i neinvazivno otkrivanje gastrointestinalnih bolesti“, rekao je koautor studije Ying Zhou sa Sveučilišta znanosti i tehnologije Istočne Kine u Šangaju u izjavi za javnost.