Darmbacteriën beïnvloeden de menselijke gezondheid, maar er valt nog veel te leren, deels omdat ze niet gemakkelijk te verzamelen zijn. Maar onderzoekers rapporteren nu in ACS Nano dat ze een opneembare capsule hebben ontwikkeld die in rattenstudies bacteriën en andere biologische monsters heeft gevangen terwijl ze door het maagdarmkanaal (GI) gaan.

Momenteel, onderzoekers verkrijgen darmmicroben door ontlastingsmonsters te verzamelen of door technieken zoals colonoscopie of endoscopie te gebruiken. Echter, ontlastingsmonsters kunnen niet alle micro-organismen in het bovenste maagdarmkanaal vangen, en ze kunnen microben uit verschillende delen van het kanaal niet gescheiden houden. Colonoscopie en endoscopie zijn invasieve procedures, wat sommige patiënten afschrikt. Sarvesh Kumar Srivastava en collega's wilden deze nadelen vermijden door een apparaat te ontwerpen dat kan worden ingeslikt en vervolgens kan worden geëlimineerd.

De onderzoekers ontwikkelden een zelfpolymeriserend reactiesysteem van poly(ethyleenglycol)diacrylaatmonomeer, ijzerchloride en ascorbinezuur - allemaal geladen in kleine holle cilinders. De cilindrische microdevices waren verpakt in miniatuur gelatinecapsules, die waren bedekt met een beschermende laag om vertering in de zure omgeving van de maag te voorkomen. Nadat ze aan ratten waren gevoerd, de capsules bleven beschermd in de maag, maar vielen uiteen in de meer neutrale pH van de dunne darm, het vrijgeven van de micro-apparaten. Blootstelling aan darmvloeistof zorgde ervoor dat de chemische lading van de cilinders polymeriseerde, het vormen van een hydrogel die microben en eiwitbiomarkers in zijn omgeving opsluit, net als een instant momentopname van de darm.

de apparaten, die geen ontsteking of toxiciteit veroorzaakten, werden vervolgens operatief verwijderd - een stap die volgens de onderzoekers in de toekomst zal worden vervangen door natuurlijke eliminatie. High-throughput sequencing-onderzoeken toonden aan dat de bacteriële populatie die door de apparaten werd gevangen, sterk leek op die van de darm. De onderzoekers toonden ook aan dat deze kleine cilinders kunnen worden geactiveerd over een pH-bereik om biologische geneesmiddelen te leveren, zoals insuline, aan cellen in een petrischaaltje in aanwezigheid van darmslijm. Deze technologie zou het begrip van gastheer-microbioom-interacties kunnen verbeteren, inzicht verschaffen in de bijbehorende progressie van GI-ziekte en de weg vrijmaken voor gepersonaliseerde darmtherapieën, zegt het team.