Výskumníci v časopise ACS Sensors oznámili, že vyvinuli senzor vytvorený z drobných mikrosfér naplnených baktériami schopnými detegovať krv, ktoré odhaľujú markery gastrointestinálnych ochorení. Užívajú sa ústne a tieto miniatúrne „pilulky“ obsahujú aj magnetické častice, vďaka ktorým sa dajú ľahko zachytiť zo stolice.
Po vylúčení z myších modelov s kolitídou bakteriálny senzor dokázal v priebehu niekoľkých minút zistiť krvácanie v tráviacom trakte. Vedci uvádzajú, že baktérie v senzore by sa dali prispôsobiť na detekciu iných ochorení čriev.
Čítajte viac Lepšie zdravie, menšie riziko predčasného úmrtia. Výskumy pripisujú jednému typu stravovania nečakané účinky
„Táto technológia predstavuje nový paradigmatický prístup k rýchlej a neinvazívnej detekcii gastrointestinálnych ochorení,“ hovorí Ying Zhou, spoluautor štúdie.
Kolorektálny karcinóm – nádor hrubého čreva a konečníka – je na Slovensku najčastejším nádorovým ochorením. V roku 2022 bolo zaznamenaných 3 713 nových prípadov.
Zlatým štandardom diagnostiky je kolonoskopia využívajúca endoskop — zariadenie s kamerou na konci dlhého kábla, ktorý sa zavádza do hrubého čreva. Napriek svojej klinickej hodnote sa mnohí zákroku vyhýbajú pre jeho náročnú prípravu a invazívnosť.
Zhou, Bang-Ce Ye, Zhen-Ping Zou a ich kolegovia preto vyvíjajú šetrnejšie metódy využívajúce baktérie, ktoré dokážu detegovať biomarkery chorôb, napríklad hem — súčasť červených krviniek a znak črevného krvácania.
Čítajte viac Vieme, kedy hrozí najväčšie riziko zubného kazu a toto obdobie sa blíži. Zubár radí, ako si udržať zdravý úsmev
V minulosti výskumníci vytvorili baktérie citlivé na hem, ktoré zasvietia v prítomnosti krvi, no tieto bakteriálne senzory sa v tráviacom systéme rozkladajú a ťažko zbierajú. V aktuálnej štúdii preto svoje baktérie detegujúce hem spolu s magnetickými časticami zapuzdrili do gélových kvapiek alginátu sodného, zahusťovadla používaného v potravinách. Tento proces vytvoril malé hydrogelové mikrosféry, ktoré možno po prechode telom jednoducho odstrániť z výkalov pomocou magnetu.
Počiatočné testy ukázali, že hydrogél baktérie chráni pred simulovanými tráviacimi tekutinami, ale zároveň umožňuje hemu interagovať so senzorom, čo spôsobí jeho žiarenie.
Následne tím podal mikrosféry orálne myším modelom kolitídy, ktoré predstavovali rôzne štádiá ochorenia — od žiadnej aktivity až po ťažké formy. Po prechode mikrosfér tráviacim traktom výskumníci senzory zo stolice získali pomocou magnetu a zistili:
- Vyčistenie mikrosfér a analýza signálu trvali približne 25 minút.
- S postupom ochorenia rástla intenzita svetla produkovaného senzorom, čo poukazovalo na vyšší obsah hemu u myší s pokročilejšou kolitídou.
- Hodnotenia zdravých myší, ktorým bol senzor podaný, naznačili, že mikrosféry sú biokompatibilné a bezpečné.
Hoci sa senzor ešte musí otestovať na ľuďoch, výskumníci uvádzajú, že táto metóda zapuzdrenia bakteriálnych senzorov by mohla slúžiť na diagnostiku gastrointestinálnych ochorení a monitorovanie liečby či progresu ochorenia.
