Esta pequena pílula pode mudar a forma como diagnosticamos a saúde intestinal
Mova-se, colonoscopias – pesquisadores escrevendo em Sensores ACS relatam que criaram minúsculas microesferas cheias de bactérias que podem detectar a presença de sangue, um sinal chave de doença gastrointestinal. Essas microesferas funcionam como “pílulas” em miniatura que são engolidas e incluem partículas magnéticas para que possam ser facilmente coletadas das fezes. Depois de passar por modelos de camundongos com colite, os sensores detectaram sangramento gastrointestinal em poucos minutos. A equipe observa que o mesmo sistema bacteriano poderia eventualmente ser projetado para identificar outras condições relacionadas ao intestino.
“Esta tecnologia fornece um novo paradigma para a detecção rápida e não invasiva de doenças gastrointestinais”, diz Ying Zhou, coautor do estudo.
Por que são necessários diagnósticos intestinais mais fáceis e não invasivos
Nos EUA, milhões de pessoas vivem com cancro colorrectal ou doenças inflamatórias intestinais, incluindo colite, que pode causar hemorragias intestinais, diarreia e dores abdominais. A colonoscopia continua sendo a ferramenta diagnóstica padrão-ouro. Ele depende de um endoscópio, um dispositivo flexível com ponta de câmera que é cuidadosamente guiado através do intestino grosso. Embora forneça informações médicas valiosas, muitos indivíduos hesitam em se submeter ao procedimento porque requer uma preparação extensa e pode parecer invasivo. Para desenvolver uma alternativa, Zhou, Bang-Ce Ye, Zhen-Ping Zou e colegas estão explorando o uso de bactérias que detectam biomarcadores como o heme, um componente dos glóbulos vermelhos que sinaliza sangramento dentro do intestino.
Construindo sensores bacterianos que sobrevivem à digestão
A equipe projetou anteriormente bactérias que emitem luz quando encontram o heme, mas as primeiras versões quebraram durante a digestão e foram difíceis de recuperar posteriormente. No novo estudo, os investigadores protegeram as bactérias encerrando-as, juntamente com partículas magnéticas, dentro de pequenas gotas de alginato de sódio, um ingrediente espessante normalmente encontrado em alimentos. Isso produziu microesferas de hidrogel resistentes que viajam pelo trato digestivo e podem ser removidas das fezes com um ímã. Os testes laboratoriais iniciais confirmaram que o escudo de hidrogel permitiu que as bactérias sobrevivessem às condições digestivas simuladas, ao mesmo tempo que deixava o heme alcançar o sensor e desencadear um brilho.
Testando as microesferas em modelos de colite em camundongos
Os pesquisadores então administraram as microesferas por via oral a camundongos com níveis variados de colite, desde nenhuma atividade da doença até inflamação grave. Depois que as esferas passaram pelo trato gastrointestinal, a equipe as recuperou usando um ímã e relatou três descobertas principais:
- A limpeza da microesfera e a análise do sinal exigiram cerca de 25 minutos.
- Os sensores produziram sinais luminosos mais fortes à medida que a gravidade da doença aumentava, indicando níveis mais elevados de heme em animais com colite mais avançada.
- Testes em ratos saudáveis mostraram que as microesferas eram biocompatíveis e seguras.
Potencial futuro para testes em humanos e monitoramento de doenças
Embora a tecnologia ainda não tenha sido avaliada em humanos, os investigadores sugerem que os sensores bacterianos encapsulados poderão um dia ajudar a diagnosticar doenças gastrointestinais, monitorizar as respostas ao tratamento e monitorizar as alterações nas doenças ao longo do tempo.
Os autores reconhecem o financiamento da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, do Programa Nacional Chave de Pesquisa e Desenvolvimento da China e da Fundação de Pós-Doutorado em Ciências da China.
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