Vos bactéries intestinales pourraient en dire extended sur vous, par exemple pourquoi vous êtes diabétique ou remark vous réagissez à certains médicaments.



Mais les scientifiques ne peuvent voir qu’une partie du tractus gastro-intestinal pour étudier le rôle des bactéries intestinales dans votre santé. Ce qui sort de vous n’est qu’un petit échantillon de ces bactéries, sans indiquer d’où elles viennent dans le système digestif.

Les chercheurs de l’Université Purdue ont développé un moyen d’avaler un outil qui agit comme une coloscopie, sauf qu’au lieu de regarder le côlon avec une caméra, la technologie prélève des échantillons de bactéries.



La technologie pourrait également se déplacer dans tout le tractus gastro-intestinal, pas seulement dans le côlon. Ce tractus, en in addition du côlon, comprend la bouche, l’œsophage, l’estomac, le pancréas, le foie, la vésicule biliaire, l’intestin grêle et le rectum.

Essentiellement, cet outil permettrait de réaliser une « oscopie intestinale ».

« Il s’agit de pouvoir prélever des échantillons de bactéries n’importe où dans l’intestin. C’était not possible auparavant », a déclaré Rahim Rahimi, professeur assistant Purdue en génie des matériaux.

L’outil est une capsule semblable à un médicament qui passe passivement dans l’intestin sans avoir besoin d’une batterie. Une model pilule d’une coloscopie est déjà disponible dans le commerce pour visualiser les zones du côlon qu’une coloscopie traditionnelle ne peut pas voir, mais aucun des deux outils ne peut échantillonner les bactéries.

« Si une coloscopie ou une pilule pour appareil image détecte du sang, elle ne peut pas échantillonner cette zone pour une enquête furthermore approfondie. Vous pouvez simplement prélever des bactéries dans les matières fécales d’une personne, mais les bactéries peuvent varier beaucoup dans le tube digestif. Notre approche pourrait être complémentaire » Dit Rahimi.

La capsule d’échantillonnage des bactéries serait également beaucoup moins chère, chacune ne coûtant qu’environ un dollar, estime-t-il.

L’équipe de Rahimi travaille sur le take a look at de cette capsule chez les porcs, qui ont un tractus gastro-intestinal similaire à celui des humains. Une première démonstration du prototype est publiée dans RSC Advances, une revue de la Royal Modern society of Chemistry.

Les chercheurs ont imprimé en 3D la capsule en résine, le même matériau utilisé dans les moules et implants dentaires. Ce matériel devrait être légèrement modifié pour que les humains puissent l’ingérer, mais il est par ailleurs non toxique, a déclaré Rahimi.

Lorsqu’il est exposé au pH d’un selected emplacement intestinal, le capuchon biodégradable de la capsule se dissout. À l’intérieur de la capsule, un hydrogel similaire à ceux utilisés dans les couches se dilate et recueille le liquide intestinal contenant des bactéries. La pression ferme l’ouverture de la capsule lorsque l’échantillonnage est terminé, un peu comme un piston.

Les chercheurs ont testé la capsule prototype dans une solution de society conçue pour simuler la flore bactérienne intestinale d’un tractus gastro-intestinal. Ils ont également testé la capacité de la capsule à protéger les bactéries échantillonnées dans différents environnements extrêmes. Jusqu’à présent, leurs expériences montrent que la capsule pouvait échantillonner avec succès des bactéries communes dans l’intestin, telles que E. coli, en une heure.

Chez l’homme, la capsule continuerait à se déplacer dans le tractus gastro-intestinal avec d’autres matières fécales. Un scientifique pourrait ensuite récupérer la capsule des matières fécales d’un participant à l’étude, dévisser la capsule et étudier les bactéries collectées.

« Cette approche offre de nouvelles opportunités pour étudier le sort de bactéries présentes dans l’intestin. Cela nous aiderait à comprendre remark manipuler ces bactéries pour lutter contre la maladie », a déclaré Rahimi.

Un brevet a été déposé pour cette technologie auprès du bureau de commercialisation de la technologie de la Purdue Exploration Foundation. Les travaux sont financés par Eli Lilly and Corporation et la Purdue’s University of Products Engineering. L’équipe de Rahimi mène cette recherche au centre de nanotechnologie de Birck dans le parc de découverte de Purdue.

Contexte

Le microbiote intestinal joue un rôle essential dans la physiologie de l’hôte comme l’obésité, le diabète et diverses maladies neurologiques. Ainsi, l’échantillonnage du microbiome est une approche fondamentale pour une meilleure compréhension des maladies possibles. Cependant, les méthodes d’échantillonnage conventionnelles, telles que les endoscopies ou les coloscopies, sont invasives et ne peuvent pas atteindre tout l’intestin grêle. Pour répondre à ce besoin, une capsule d’échantillonnage imprimée en 3D sans batterie, capable de collecter des échantillons de microbiome dans l’ensemble du tractus gastro-intestinal, a été conçue. La capsule (9 mm × 15 mm) se compose d’un boîtier en acrylique imprimé en 3D, d’un hydrogel à absorption rapide et d’une membrane PDMS versatile. Les fluides contenant des échantillons de la flore microbienne dans le tractus gastro-intestinal pénètrent dans le dispositif par une ouverture d’échantillonnage sur le capuchon du dispositif. Une fois que le microbiome pénètre dans le boîtier, l’hydrogel absorbe le fluide et gonfle, protégeant efficacement les échantillons dans sa matrice polymère, tout en poussant également sur la membrane PDMS flexible pour bloquer l’ouverture d’échantillonnage contre tout échange de fluide. La capsule récupérée peut être facilement démontée en raison de la conception à bouchon à vis de la capsule et l’hydrogel peut être retiré pour une tradition et une analyse bactériennes supplémentaires. Comme preuve de idea, l’efficacité d’échantillonnage bactérien de la capsule et la capacité d’héberger des échantillons microbiens dans l’hydrogel dans une capsule scellée ont été validées à l’aide d’une culture liquide contenant Escherichia coli. La technologie démontrée fournit un outil prometteur et peu coûteux pour l’échantillonnage immediate et l’évaluation des microbes dans tout le tractus gastro-intestinal et peut permettre de nouvelles connaissances sur le rôle de l’alimentation dans la médiation des interactions hôte-microbe et du métabolisme.