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Sus bacterias intestinales podrían decir mucho sobre usted, como por qué es diabético o cómo responde a ciertos medicamentos. Pero los científicos solo pueden ver una parte del tracto gastrointestinal para estudiar el papel de las bacterias intestinales en su salud. Lo que sale de usted es solo una pequeña muestra de estas bacterias, sin indicar de dónde provienen en el sistema digestivo.

Los investigadores de la Universidad de Purdue crearon una forma de tragar un dispositivo que actúa como una colonoscopia, excepto que en lugar de mirar el colon con una cámara, la tecnología toma muestras de bacterias. El dispositivo también podría moverse por todo el tracto gastrointestinal, no solo por el colon. Este tracto, además del colon, incluye la boca, el esófago, el estómago, el páncreas, el hígado, la vesícula biliar, el intestino delgado y el recto.

Básicamente, esta herramienta permitiría realizar una «oscopia intestinal». Un video que muestra cómo funcionaría está en YouTube. «Se trata de poder tomar muestras de bacterias en cualquier parte del intestino. Eso era imposible antes», dijo Rahim Rahimi, profesor asistente de ingeniería de materiales de Purdue.

El dispositivo es una cápsula similar a una droga que pasa pasivamente a través del intestino sin necesidad de una batería. Una versión en píldora de una colonoscopia ya está disponible comercialmente para ver áreas del colon que una colonoscopia tradicional no puede ver, pero ninguna de las herramientas puede tomar muestras de bacterias. «Si una colonoscopia o una píldora con cámara detecta sangre, no puede tomar muestras de esa área para investigar más a fondo. Se pueden tomar muestras de bacterias de la materia fecal de una persona, pero las bacterias pueden variar mucho en todo el tracto gastrointestinal. Nuestro enfoque podría ser complementario». Dijo Rahimi.

La cápsula de muestreo de bacterias también sería mucho más barata, y cada una costaría solo alrededor de un dólar, estima. El equipo de Rahimi está trabajando para probar esta cápsula en cerdos, que tienen un tracto gastrointestinal similar al de los humanos. Una demostración inicial del prototipo se publica en RSC Advances, una revista de la Royal Society of Chemistry.

Los investigadores imprimieron en 3D la cápsula con resina, el mismo material que se usa en los moldes e implantes dentales. Este material debería modificarse ligeramente para que los humanos lo ingieran, pero por lo demás no es tóxico, dijo Rahimi. Cuando se expone al pH de una determinada ubicación intestinal, la tapa biodegradable de la cápsula se disuelve. Dentro de la cápsula, un hidrogel similar a los que se utilizan en los pañales se expande y recoge el líquido intestinal que contiene bacterias. La presión cierra, cierra la apertura de la cápsula cuando se completa el muestreo, algo así como un émbolo.

Los investigadores han probado la cápsula prototipo en una solución de cultivo diseñada para simular la flora bacteriana intestinal de un tracto gastrointestinal. También probaron la capacidad de la cápsula para proteger las bacterias muestreadas en diferentes entornos extremos. Hasta ahora, sus experimentos muestran que la cápsula pudo tomar muestras de bacterias comunes en el intestino, como E. coli, en una hora.

En un ser humano, la cápsula continuaría moviéndose por el tracto gastrointestinal con otras materias fecales. Luego, un científico podría recuperar la cápsula de la materia fecal de un participante del estudio, desenroscar la cápsula y estudiar las bacterias recolectadas. «Este enfoque brinda nuevas oportunidades para estudiar qué tipo de bacterias están presentes en el intestino. Nos ayudaría a descubrir cómo manipular estas bacterias para combatir las enfermedades», dijo Rahimi.

Se ha presentado una patente para esta tecnología a través de la Oficina de Comercialización de Tecnología de la Fundación de Investigación Purdue. El trabajo está financiado por Eli Lilly and Company y la Escuela de Ingeniería de Materiales de Purdue. El equipo de Rahimi está llevando a cabo esta investigación en el Centro de Nanotecnología Birck en Discovery Park de Purdue.

Fuente: https://medicalxpress.com

Referencia: Waimin JF, Nejati S, Jiang H, et al. Smart capsule for non-invasive sampling and studying of the gastrointestinal microbiome. RSC Adv 2020;10:16313–16322.