Tänapäeva trendiks võib olla kantav tehnoloogia, kuid Austraalia Melbourne'is tegutsev uurimisrühm püüab teha suuri samme seeditava sordiga. Sel nädalal avaldasid Kourosh Kalantar-zadeh ja tema kolleegid RMIT ülikoolis ajakirja Trends in Biotechnology artikli, milles tuuakse välja seeditavate elektrooniliste kapslite potentsiaal pakkuda soolestiku gaaside täpset mõõtmist. Nende väitel pakuvad sellised tehnoloogiad sügavamat reaalajas ülevaate gaaside toimest kehas ja nende arvatavatest seostest teatud haigustega.
Seotud sisu
- Te ei taha isegi teada kõike, mis teie silmamunal elab
Meie seedesüsteem on midagi enamat kui ainult siseorganid tööl. Vajame ka oma soolestiku mikrobiome, tervet mitmekesiste bakterite ökosüsteemi, mis aitab kääritamise teel toitu, mida me sööme, lagundada. Ehkki osa meie eralduvatest soolegaasidest on tingitud neelatud õhust, tekivad teised, kui erinevad mikrobiomi moodustavad bakterid metaboliseerivad soolestikus aineid.
Mõne uuringu kohaselt võivad teatud gaasid olla inimese tervisliku seisundi kasulikud märgid. Näiteks toodavad sulfaate redutseerivad bakterid vesiniksulfiidi, mida on seostatud ärritunud soole sündroomiga. Seoseid on tehtud ka mõnede soolestiku gaaside olemasolu ning põletikulise soolehaiguse ja jämesoolevähi vahel. Kui neid gaase on võimalik täpselt tuvastada ja jälgida, võib see teave aidata tugevdada nende haiguste põhjuste uurimist.
"Inimese soolestiku mõju seedetrakti haigustele kulutab igal aastal kogu maailmas märkimisväärse osa tervishoiukuludest, " märgib Kalantar-zadeh, rõhutades oma uut lähenemisviisi kui kulutõhusat viisi, mis aitab soolestiku mõju dešifreerida üldisele tervisele. Stanfordi professor ja mikrobioloog David Relman nõustub: "Üldiselt on võime jälgida kogu soolestiku mikroobsete funktsioonide või ökosüsteemide teenuseid kriitiliseks vajaduseks ja see võib oluliselt täiendada meie arusaamist nende toimimisest."
Tänapäeval saab soolestiku mikrobiomi toodetud gaase mõõta välise seadme abil sarnaselt alkomeetriga. Märkimisväärne osa andmetest kaob aga protsessis, kuna gaasid imenduvad või hajuvad enne, kui katsealusel on isegi võimalus välja hingata. Teine meetod hõlmab fekaalide analüüsi, mis seisavad silmitsi sarnaste väljakutsetega, arvestades sellega seotud ajakulu, ning samuti on keeruline ühendada gaasi olemasolu kohta andmepunkte seedetrakti täpsete kohtadega, selgitas Dukesi mikrobiome uuriv dotsent Lawrence David.
Kalantar-zadeh otsustas otsida otsest meetodit, mis võiks potentsiaalselt anda täpsemaid ja põhjalikumaid näite.
Tema analüüs põhines kahel strateegial: fekaalide kääritussüsteemidel ja neelatavatel gaasikapslitel. Esimese meetodi korral inkubeeritakse väljaheiteid tingimustes, mis jäljendavad jämesoole olusid. Väljaheited sisaldavad soolestiku baktereid, nii et selle kääritamine jäljendab kehas toimuvat tüüpi reaktsioone. Teine on vaieldamatult otseseim proovivõtumeetod - laboritöö viimine elektroonilise tableti abil otse soolestikku.
"Need kaks tava ei ole invasiivsed ja on võrreldes asjakohaste meetoditega palju täpsemad, kuna nad võtavad gaasiproove seal, kus neid toodetakse, " ütleb Kalantar-zadeh.
Näide sellest, milline võiks välja näha elektrooniline gaasi jälgimise kapsel. (Kourosh Kalantar-zadeh) Galantasemekapslid, mille Kalantar-zadeh prognoosib maksma vähem kui 10 dollarit tükk, näevad välja nagu tabletid, mida patsiendid saavad alla neelata. Igas kapslis on kaks põhikomponenti: andur, mis jälgib erinevate soolegaaside olemasolu, ja aku, mis toimib toiteallikana. Hiljutised tehnoloogilised arengud on viinud vähem kui 10 millimeetri pikkuste gaasianduriteni. Andur on ühendatud mikroprotsessori ja juhtmevaba saatjaga, mis edastab andmed välisele salvestile.
Elektroonika on ümbritsetud läbitungimatu kapslikoorega, mis suudab taluda soolestiku suurt niiskust, kuid anduri läheduses on gaasi läbilaskev membraan. Andurid tühjendavad suuri energiakoguseid, kuna nad töötavad kõrgel temperatuuril, mistõttu Kalantar-zadeh leiab, et liitium-ioonakud on kõrge pinge ja laadimisvõime tõttu optimaalsed energiaallikad.
Kapslid põhinevad mikrotehnoloogial, mille on loonud seeditavad pH-, rõhu- ja temperatuuriandurid, näiteks SmartPill ja endoskoopilised kaamerad, mida patsiendid saavad seedetrakti piltide tegemiseks neelata. Ajavahemik, mille jooksul iga gaasikapsel kehas püsib, sõltub sellest, kui kiiresti inimese seedetrakt töötab, ulatudes ühest päevast mitme päevani, kirjutab Kalantar-zadeh. Koos Melbourne'i ülikooli, Monashi ülikooli ja CSIRO kaastöötajatega katsetab tema meeskond praegu sigade pillide prototüüpe. Nende eesmärk on need tulemused varsti avaldada ja loodavad seejärel saada kinnituse kliinilisteks uuringuteks inimestega.
Gelman ja David on mõlemad vaimustuses selle tehnoloogia väljavaatest ning rikkalikest andmetest, mida see lõpuks koguda võib. Nad märgivad, et teabe kriitilise massi kogumine on järgmine oluline samm, et saada kindel ülevaade soolegaaside mõjust terviseseisundile ja ravile.
"Kliiniline kasulikkus nõuab palju rohkem andmeid ja teavet selle kohta, millised komponendid korreleeruvad ökosüsteemi tervise ja haigustega ning ennustavad neid, " ütleb Relman.
