Tarmmikrober påverkar människors hälsa, men det finns fortfarande mycket att lära, delvis för att de inte är lätta att samla in. Men nu rapporterar forskare ACS Nano att de har utvecklat en intagbar kapsel som i råttstudier fångade bakterier och andra biologiska prover samtidigt som de passerade mag-tarmkanalen (GI).

För närvarande, forskare skaffar tarmmikrober genom att samla avföringsprover eller använda tekniker som koloskopi eller endoskopi. Dock, avföringsprover kan inte fånga alla mikroorganismer i den övre mag-tarmkanalen, och de kan inte hålla mikrober från olika delar av tarmkanalen åtskilda. Koloskopi och endoskopi är invasiva ingrepp, vilket avskräcker vissa patienter. Sarvesh Kumar Srivastava och kollegor ville undvika dessa nackdelar genom att designa en enhet som kunde sväljas och sedan elimineras.

Forskarna utvecklade ett självpolymeriserande reaktionssystem av poly(etylenglykol) diakrylatmonomer, järnklorid och askorbinsyra – allt laddat i små ihåliga cylindrar. De cylindriska mikroenheterna var förpackade i miniatyrgelatinkapslar, som var belagda med ett skyddande lager för att förhindra matsmältning i magens sura miljö. Efter att de matats till råttor, kapslarna förblev skyddade i magen men sönderföll i tunntarmens mer neutrala pH, släpper mikroenheterna. Exponering för tarmvätska fick cylindrarnas kemiska last att polymerisera, bildar en hydrogel som fångade mikrober och proteinbiomarkörer i sin omgivning, ungefär som en ögonblicksbild av tarmen.

enheterna, som inte orsakade inflammation eller toxicitet, togs sedan bort kirurgiskt - ett steg som forskarna säger kommer att ersättas av naturlig eliminering i framtiden. Sekvenseringsstudier med hög genomströmning visade att bakteriepopulationen som enheterna fångade liknade den i tarmen. Forskarna visade också att dessa små cylindrar kunde utlösas över ett pH-intervall för att leverera biologiska läkemedel, som insulin, till celler i en petriskål i närvaro av tarmslem. Denna teknik kan främja förståelsen av värd-mikrobiom-interaktioner, ger insikt i associerad GI-sjukdomsprogression och banar väg för personliga tarmterapier, säger laget.