El microbioma intestinal se puede
controlar en tiempo real desde una humilde píldora.
El microbioma intestinal se puede
controlar en tiempo real desde una humilde píldora.
La
microbiota intestinal tiene un tremendo impacto en nuestra fisiología y salud
general al contribuir a las funciones metabólicas, proteger contra los
patógenos e influir en el sistema inmunitario. Por lo tanto, la
investigación en esta área es de particular interés, aunque parece que solo
hemos comenzado a rascar la superficie de esta relación, a medida que más y más
estudios salen a la luz y resaltan la influencia del intestino sobre aspectos
aparentemente no relacionados de nuestra salud, como el estudio que
relacionó la salud intestinal con el bienestar mental.
La mayoría
de los análisis del microbioma intestinal se basan en ADN fecal y metabolitos
fecales. Sin embargo, estos métodos a menudo son limitados porque el
entorno intestinal no es estático.
Principio de funcionamiento de la
muestra de píldora osmótica en una cápsula entérica.
"Los estudios actuales se
limitan al análisis fecal, que no proporciona ninguna información sobre la
distribución espacial de las poblaciones microbianas en diferentes áreas del
tracto gastrointestinal (GI)", dice
Sameer Sonkusale, uno de los autores del estudio.
Por lo
tanto, para obtener una representación precisa del microbioma humano, los
avances tecnológicos que utilizan técnicas de muestreo no invasivas en
diferentes lugares del tracto gastrointestinal no solo podrían proporcionar
nuevas ideas sobre la "salud
intestinal", sino que también podrían proporcionar una mejor vía para
comprender el órgano / Interacciones intestinales y ayuda a desentrañar los
intrincados vínculos entre ellos. Además, este enfoque también podría
avanzar en el desarrollo de nuevas terapias y tratamientos que dependen de la
necesidad de dirigirse a ciertas poblaciones de microbiomas en una región
específica del intestino.
Un equipo
internacional de investigadores de la Universidad de Tufts, la Universidad
Estadual Paulista (UNESP), la Universidad de Utrecht y el Centro de
Investigación Biomédica de Primates (Países Bajos) buscaron abordar este
desafío mediante el desarrollo de una plataforma
no invasiva para muestrear diferentes áreas del intestino aguas
arriba del colon de manera controlada.
Para
lograr esto, el equipo desarrolló una píldora ingerible impresa en 3D con un
muestreador integrado para el muestreo in vivo de la luz intestinal y su
microbioma aguas arriba del colon. Un paciente podría tragar la píldora y
recibir un mapa completo de su tracto gastrointestinal de las muestras que la
píldora recoge en el camino.
"[Probamos] varios diseños de
una píldora biocompatible e ingerible que puede tomar muestras no invasivas del
tracto gastrointestinal con más selectividad espacial", dice Sonkusale. “Tiene una microbomba osmótica incorporada para extraer el
fluido GI en sus microcanales helicoidales. ¡No se necesita batería ni
componentes electrónicos! Esta píldora tiene el potencial de dilucidar la
composición y la función metabólica de las poblaciones microbianas intestinales
y llevar la investigación más allá de lo que se puede lograr analizando el
material fecal ".
La muestra
de píldora osmótica consta de tres partes principales; un cabezal de
muestreo superior, una membrana semipermeable en el medio y una cámara de sal
inferior (ver figura). La cabeza se compone de cuatro entradas, una cuenca
tranquilizadora conectada a cuatro canales helicoidales, todos ellos conducen a
una pequeña cámara.
La
píldora funciona según el principio de ósmosis, donde se crea un diferencial de
presión a través de la membrana semipermeable, lo que crea una acción de bombeo
pasivo. Este mecanismo facilita el flujo de agua a través de la membrana,
que bloquea el flujo de partículas más grandes (es decir, microorganismos),
dejándolos atrapados en los canales helicoidales.
La
píldora estaba encerrada en un recubrimiento entérico sensible al pH, que evita
que se disuelva en el estómago, y retrasa la toma de muestras hasta que ingresa
al intestino delgado, donde el recubrimiento se disuelve bajo el entorno básico
de pH. Un imán incorporado también permite la recolección de más muestras
de una región objetivo, y las etiquetas fluorescentes ayudan a identificar
fácilmente el dispositivo cuando sale.
Característica fluorescente para
facilitar el seguimiento.
Los
resultados muestran que las poblaciones bacterianas recuperadas de los canales
microfluídicos helicoidales de las píldoras, tanto en experimentos in vitro
como en modelos animales, se parecen mucho a la población bacteriana del microambiente
gastrointestinal.
Al
proporcionar información sobre la distribución espacial de las poblaciones
microbianas en el intestino, la píldora revolucionará nuestra comprensión de la
interacción específica entre el órgano y el microbioma, estimulando nuevas
terapias y tratamientos específicos para una variedad de afecciones médicas que
se originan en un microbioma desequilibrado o agotado ", agrega Sonkusale
19. agosto.2019
Traducción
libre de Soca
