Znanstvenici su osmislili gutljive mikrosferične „pilule” ispunjene genetski modificiranim bakterijama koje mogu otkriti znakove bolesti crijeva — bez neugodnosti kakve donosi kolonoskopija.
Nakon što se progutaju i prođu kroz tijelo, sfere se mogu magnetski prikupiti i analizirati u roku od nekoliko minuta. Kod miševa je svjetlina bakterijskog sjaja otkrila koliko je kolitis težak. Tehnologija bi mogla utrti put lakšoj dijagnostici zdravlja crijeva.
Bakterijske mikrosfere za brzo i jednostavno otkrivanje bolesti crijeva
Istraživači su stvorili novi tip senzora koji se može progutati — mikroskopske sfere napunjene bakterijama koje reagiraju na krv u probavnom sustavu i time ukazuju na moguće crijevne bolesti. Ove male „pilule” uključuju magnetske čestice, što im omogućuje da se nakon prolaska kroz tijelo prikupe iz stolice uz pomoć magneta i analiziraju u nekoliko minuta. U miševima s kolitisom, senzori su prepoznali krvarenje u probavnom traktu — a intenzitet svjetljenja bakterija ukazivao je na težinu upale.
Istraživači navode da bi bakterije unutar ovih sfera mogle biti preinačene da detektiraju i druge bolesti probavnog sustava.
Ova tehnologija donosi novi model za brzo i neinvazivno otkrivanje bolesti probavnog sustava, kaže jedan od autora studije.
Zašto su nam potrebne nježnije neinvazivne metode za dijagnostiku bolesti crijeva?
Milijuni osoba diljem svijeta pate od bolesti poput raka debelog crijeva ili upalnih bolesti crijeva, uključujući ulcerozni kolitis — što može uzrokovati krvarenje, proljev i bolove u trbuhu. Trenutno se uglavnom koristi kolonoskopija: procedura u kojoj se kamera kroz endoskop uvodi u debelo crijevo i vizualno ispituje. Iako je vrlo učinkovita, mnogi izbjegavaju kolonoskopiju zbog zahtjevne pripreme i neugode.
Zato su autori studije odlučili razviti metodu temeljenu na bakterijama koje prepoznaju biološke markere bolesti — poput hema (komponente crvenih krvnih stanica koja upućuje na krvarenje).
Kako su bakterijski „biosenzori” preživjeli probavni trakt?
U prethodnim istraživanjima znanstvenici su već dizajnirali bakterije osjetljive na hem, koje svijetle kad su u doticaju s krvlju. No te su verzije bile krhke i često su se raspadale u probavnom sustavu — bilo je teško dohvatiti ih nakon prolaska kroz tijelo.
U novoj studiji, istraživači su svoje bakterije i magnetske čestice „zarobili” unutar malih kapljica natrij-alginata (tvari koja se često koristi kao zgušnjivač u hrani). Na taj su način stvorili sitne hidrogel sfere koje nakon prolaska kroz probavni sustav i ekskreciju mogu magnetom izdvojiti iz stolice. Unatoč zaštiti, heme je i dalje mogao doprijeti do bakterija — što je omogućilo detekciju i paljenje fluorescencije.
Testovi na živim miševima — rezultat za nekoliko minuta
Zatim su mikrosfere dali miševima s različitim stupnjevima kolitisa (od onih zdravih do onih s teškim oblikom). Nakon što su sfere prošle kroz probavni trakt i izlučene, istraživači su ih prikupljali magnetom iz stolice i analizirali.
- Čišćenje i analiza signala trajali su oko 25 minuta.
- Kako je bolest bila u težem obliku, tako je i intenzitet svjetla rastao, pokazujući više hema i ozbiljnije krvarenje.
- Kod zdravih miševa koji su dobili mikrosfere — pokazalo se da su one biokompatibilne i sigurne.
Novi put za praćenje zdravlja crijeva
Iako ova metoda još nije testirana na ljudima, istraživači kažu da kapsuliranje bakterijskih senzora može u budućnosti omogućiti dijagnosticiranje bolesti probavnog sustava, praćenje terapije i napretka bolesti — na brz, neinvazivan i pristupačan način.
