Chińscy naukowcy twierdzą, że nowy rodzaj pigułki zawierającej bakterie może szybko wykrywać choroby układu pokarmowego i ma potencjał, aby zastąpić inwazyjne kolonoskopie w badaniach przesiewowych w kierunku wrzodziejącego zapalenia jelita grubego i innych chorób jelit.
Wyniki badania na myszach, opublikowane w tym tygodniu w czasopiśmie American Chemical Society, budzą nadzieję, że w przyszłości można będzie w porę i bezinwazyjnie diagnozować choroby zapalne jelit, takie jak zapalenie okrężnicy czy choroba Leśniowskiego-Crohna.
Kolonoskopie, podczas których do odbytnicy wprowadza się elastyczną rurkę z kamerą, są obecnie uznawane za złoty standard w wykrywaniu chorób zapalnych jelit i cenione za możliwość bezpośredniego uwidocznienia wyściółki jelita oraz wykrycia krwawienia jelitowego związanego z zapaleniem okrężnicy lub chorobą Leśniowskiego-Crohna.
I chociaż lekarze ostrzegają, że zabiegi te są szczególnie ważne, aby uniknąć operacji jelit, wielu pacjentów obawia się ich – łącznie z przygotowaniami – ponieważ uważają je za niekomfortowe i czasochłonne.
Ostatnie osiągnięcia mogą jednak pomóc osobom cierpiącym na chorobę zapalną jelit, na którą według szacunków choruje od 2,4 do 3,1 osoby na milion w Stanach Zjednoczonych.
Naukowcy starają się zrozumieć, w jaki sposób można leczyć NZJ za pomocą „terapii bakteryjnej”, w której możliwe jest zwiększenie lub zmniejszenie ilości pewnych typów bakterii obecnych w mikrobiomie jelitowym pacjenta.
Opracowali również sposób na wykrywanie charakterystycznych biomarkerów NZJ, wykorzystując specjalnie zmodyfikowane genetycznie szczepy bakterii E. coli , które „rozświetlają się” po zetknięciu z krwią w jelitach. Pytanie brzmi, jak zwiększyć ich „biodostępność” lub skutecznie dostarczyć do celu.
Naukowcy odpowiedzialni za badania prowadzone w tym tygodniu wykorzystali takie bakterie na nowo opracowanej platformie, którą nazwali „MagGel-BS”. Platforma składa się z miniaturowych pigułek wypełnionych maleńkimi mikrokapsułkami osadzonymi w biokompatybilnym hydrożelu.
Wewnątrz kapsułek znajdują się bakterie zdolne do wykrywania krwawienia jelitowego, a nową innowacją jest to, że towarzyszą im cząsteczki magnetyczne, które pozwalają lekarzom na szybkie usunięcie czujników z kału po przejściu przez układ pokarmowy.
Wyniki pokazały, że biosensory MagGel-BS były w stanie potwierdzić obecność krwawienia z przewodu pokarmowego już 20 minut po ich wyjęciu, co stanowi „znaczną poprawę” w porównaniu z poprzednimi badaniami, w których używano nieotoczonych kapsułkami biosensorów, a uzyskanie wyników zajmowało kilka godzin.
Co ważne, ich stosowanie nie wywołało żadnej reakcji układu odpornościowego ani skutków ubocznych u myszy.
Autorzy uznali ten proces za „skuteczne i szybkie podejście do wykrywania chorób jelit, zwiększające potencjał terapii bakteryjnych w zastosowaniach klinicznych”.
Współautor badania, Ying Zhao, profesor inżynierii biochemicznej na Wschodniochińskim Uniwersytecie Nauki i Technologii w Szanghaju, powiedział UPI w komentarzach przesłanych e-mailem, że najbardziej ekscytującym aspektem wyników jest to, w jaki sposób pokazują one postęp, jaki dokonał się w technologii czujników biologicznych.
„Chociaż kapsułkowanie probiotyków w hydrożelach w celu zwiększenia ich biodostępności jest dobrze znaną technologią, osadzanie czujników bakteryjnych i cząstek magnetycznych w kulkach hydrożelowych w celu wykrywania chorób jelit stanowi innowacyjne rozwiązanie” – powiedziała.
„Postęp w inżynierii czujników bakteryjnych zwiększył ich czułość, szybkość i precyzję, co poprawiło ich skuteczność w praktycznej diagnostyce chorób”.
Jeśli platforma okaże się bezpieczna i skuteczna u ludzi, „może oznaczać ogromny postęp w nieinwazyjnej diagnostyce chorób układu pokarmowego, takich jak zapalenie okrężnicy i rak jelita grubego” – dodał Ying.
„Dzięki wyborowi odpowiedniego czujnika bakteryjnego ta technologia typu „plug-and-play” może umożliwić przeprowadzanie testów w domu, stanowiąc nieinwazyjną alternatywę dla kolonoskopii” – dodała.
Mimo że nowa platforma jest wciąż na bardzo wczesnym etapie rozwoju, wzbudziła już zainteresowanie ekspertów w dziedzinie IBD.
„Pomysł wykorzystania zmodyfikowanych genetycznie bakterii jako 'czujników' zaburzeń jelitowych to interesująca koncepcja” – powiedział dr Alan Moss, dyrektor naukowy fundacji non-profit Crohn's & Colitis Foundation, która od momentu założenia w 1967 roku zainwestowała ponad 500 milionów dolarów w badanie przyczyn, metod leczenia i kuracji choroby Leśniowskiego-Crohna i wrzodziejącego zapalenia jelita grubego.
„Obecne złote standardy, takie jak kalprotektyna w kale i kolonoskopia, mają ograniczenia w monitorowaniu pacjentów z chorobą Leśniowskiego-Crohna lub wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego” – powiedział UPI. „Narzędzia takie jak te opisane w tym artykule mogą stanowić metodę śledzenia bardziej specyficznych biomarkerów chorób jelit w czasie rzeczywistym”.
Moss ostrzega jednak, że „wyniki uzyskane na myszach nie zawsze przekładają się bezpośrednio na ludzi, dlatego konieczne będą dalsze badania, aby wykazać bezpieczeństwo i użyteczność czujników bakteryjnych w warunkach rzeczywistych”.
