Авторы из Массачусетского технологического института (MIT) и Бостонского университета вместе с коллегами представили инновационную "умную пилюлю", размером с чернику, которая может стать переломным моментом в диагностике и лечении заболеваний кишечника. Это первая технология, совместимая с приемом внутрь, которая может автоматически обнаруживать и в реальном времени отчитываться о ключевых биологических молекулах, которые могут указывать на проблему.
К работе также присоединились ученые из Больницы Бригема и женщин, Университета Чикаго и компании Analog Devices.
Данное исследование, опубликованное в журнале Nature, значительно развивает ранее проведенные исследования, опубликованные в выпуске Science 2018 года.
Новая пилюля в шесть раз меньше прототипа, представленного в Science, и соответствует безопасным формам приема, имеющимся на рынке. Она также спроектирована для обнаружения ключевых биологических молекул, таких как оксид азота и продукты окисления сероводорода, которые являются важными сигналами и медиаторами воспаления, связанного с заболеваниями кишечника.
Современные методы диагностики заболеваний кишечника могут быть инвазивными (например, колоноскопия или другие эндоскопические процедуры) и не могут обнаруживать молекулярные биомаркеры заболеваний в реальном времени. Последнее представляет собой проблему, так как несколько важных биомаркеров имеют очень короткий период жизни и исчезают до того, как их можно обнаружить с помощью современных методов.
Новая пилюля, успешно протестированная на свиньях, сочетает в себе специально разработанные живые бактерии с электроникой и миниатюрной батареей. Когда бактерии обнаруживают молекулу интереса, они вырабатывают свет (бактерии также успешно протестированы вне животных и на мышах). Электроника пилюли затем преобразует этот свет в беспроводной сигнал, который может передаваться через тело на смартфон или другой компьютер в реальном времени, пока пилюля проходит через кишечник.
"Внутренние процессы человеческого кишечника все еще являются одним из последних неразгаданных фронтов науки. Наша новая пилюля может раскрыть богатство информации о функционировании организма, его взаимоотношениях с окружающей средой, а также воздействии заболеваний и терапевтических вмешательств", - говорит Тимоти Лу, доцент Массачусетского технологического института по биологической инженерии и электротехнике и информатике. Лу также связан с Лабораторией исследований материалов MIT и Senti Biosciences, он является старшим автором данной работы, опубликованной в Nature.
