A mai trend lehet a hordható technika, de egy ausztráliai Melbourne-ben működő kutatócsoport jelentős lépéseket tesz az emészthető változatossággal. Ezen a héten Kourosh Kalantar-zadeh és az RMIT Egyetem kollégái közzétették a Trends in Biotechnology című tanulmányt, amely felvázolja az emészthető elektronikus kapszulák azon képességét, hogy pontos mérést biztosítsanak a bélgázokban. Az ilyen technológiák mélyebb, valós idejű betekintést kínálnának a gázok testben zajló tevékenységeibe és az egyes betegségekkel való feltételezett kapcsolataikba.
kapcsolodo tartalom
- Még csak nem akarja tudni a szemgolyón élő összes cuccról
Emésztőrendszerünk nem csupán a belső szervek működése. Szükségünk van továbbá a bél mikrobiomájára, a különféle baktériumok teljes ökoszisztémájára, amely erjesztés révén segít lebontani az ételt, amelyet eszünk. Bár az általunk kibocsátott bélgázok némelyike a lenyelött levegőnek köszönhető, mások akkor képződnek, amikor a mikrobiomát alkotó különböző baktériumok metabolizálják az anyagot a bélben.
Egyes tanulmányok arra utalnak, hogy bizonyos gázok hasznos jelölõk lehetnek az ember egészségi állapotában. Például a szulfát redukáló baktériumok hidrogén-szulfidot termelnek, amelyet összekapcsoltak az irritábilis bél szindrómával. Összekapcsolódtak továbbá egyes bélgázok jelenléte, valamint a gyulladásos bélbetegség és a vastagbélrák között. Ha ezeket a gázokat pontosan lehet kimutatni és ellenőrizni, akkor az információk segítséget nyújthatnak e betegségek okainak kutatásában.
"Az emberi bél gyomor-bélrendszeri betegségekre gyakorolt hatása minden évben az egészségügy kiadásainak jelentős részét fogyasztja" - jegyzi meg Kalantar-zadeh, hangsúlyozva új megközelítését, mint költséghatékony módszert a bél általános egészségre gyakorolt hatásának megfejtésére. Stanford professzor és mikrobiológus David Relman egyetért: "Általában véve kritikus szükség van a bélben a mikrobiális, egész közösségben működő funkciók vagy az ökoszisztéma-szolgáltatások figyelésére, és ez jelentősen hozzájárulhat a működésük megértéséhez."
Manapság a bél mikrobiómja által termelt gázok külső eszközzel mérhetők, hasonlóan a lélegzőkészülékhez. Az adatok jelentős része azonban elveszik a folyamat során, mivel a gázok abszorbeálódnak vagy diffundálódnak, mielőtt a személynek még esélye lenne kilégzésre. Egy másik módszer a bélsár elemzése, amely hasonló kihívásokkal néz szembe a figyelembe vett időbeli lemaradással, valamint a gáz jelenlétére vonatkozó adatpontok és az emésztőrendszer pontos helyeinek összekapcsolásának nehézségeivel - magyarázza Lawrence David, a Duke mikrobiómáit tanulmányozó egyetemi docens.
A Kalantar-zadeh egy közvetlen módszer keresésére törekedett, amely potenciálisan pontosabb, átfogóbb leolvasást eredményezhet.
Elemzése két stratégián alapult: széklet fermentációs rendszerek és emészthető gázkapszulák. Az első módszer szerint a széklet anyagát olyan körülmények között inkubálják, amelyek a vastagbél állapotát szimulálják. A széklet baktériumokat tartalmaz a bélből, így erjesztve utánozzák a testben zajló reakciók típusait. A második messze a legközvetlenebb mintavételi módszer - a laboratóriumi munkát egy elektronikus tabletta segítségével egyenesen a bélbe hozza.
"A két gyakorlat nem invazív és a vonatkozó módszerekhez képest sokkal pontosabb, mivel a gázmintákat ott veszik, ahol előállítják" - mondja Kalantar-zadeh.
Az elektronikus gázkövető kapszula illusztrációja. (Kourosh Kalantar-zadeh) A Kalantar-zadeh előrejelzése szerint a gázmegfigyelő kapszula kevesebb, mint egy darab 10 dollárba kerül, olyan tablettának tűnik, amelyet a betegek nyelhetnek. Az egyes kapszulákban két kulcsfontosságú elem található: egy érzékelő, amely figyeli a különféle bélgázok jelenlétét, és egy elem, amely tápegységként szolgál. A technológia legújabb fejleményei 10 milliméternél rövidebb gázérzékelőkhöz vezettek. Az érzékelő egy mikroprocesszorhoz és egy vezeték nélküli adóhoz van csatlakoztatva, amely továbbítja az adatokat egy külső felvevőhöz.
Az elektronikát át nem eresztő kapszulahéjba burkolják, amely képes ellenállni a bél magas páratartalmának, de az érzékelő közelében gázáteresztő membránnal vannak ellátva. Az érzékelők nagy mennyiségű energiát fogyasztanak, mert magas hőmérsékleten működnek, tehát a Kalantar-zadeh szerint a magas feszültség és töltési képesség miatt a lítium-ion akkumulátorok az optimális energiaforrás.
A kapszulák olyan mikro-technológiára épülnek, amelyet olyan emészthető pH-, nyomás- és hőmérséklet-érzékelők hoztak létre, mint például a SmartPill és az endoszkópos kamerák, amelyeket a betegek nyelni tudnak az emésztőrendszer képeinek felvétele céljából. Az, hogy az egyes gázkapszulák miként maradnak a test belsejében, attól függ, hogy az ember emésztőrendszere milyen gyorsan működik, akár egy-egy napig is eltarthat - mondja Kalantar-zadeh. A Melbourne Egyetemen, a Monash Egyetemen és a CSIRO munkatársaival együtt csapata jelenleg vizsgálja a tabletták prototípusait sertéseken. Céljuk, hogy ezeket az eredményeket hamarosan közzétegyék, majd remélik, hogy jóváhagyást kapnak az emberekkel végzett klinikai vizsgálatokhoz.
Gelman és David egyaránt izgatottan néz ki ennek a technológiának a kilátásában, valamint a rengeteg olyan adatban, amelyet végül összegyűjthet. Az információ kritikus tömegének összegyűjtése kulcsfontosságú következő lépés annak megértéséhez, hogy a bélgázok milyen hatással vannak az egészségi állapotokra és a kezelésekre.
"A klinikai hasznosság sokkal több adatot és betekintést igényel, mely komponensek korrelálnak az ökoszisztéma egészségével és betegségével, és megjósolják azt" - mondja Relman.
