Επαναστατικό “έξυπνο” χάπι ανιχνεύει εντερικές παθήσεις με φως

Ερευνητές έχουν αναπτύξει ένα καινοτόμο “έξυπνο” χάπι, ουσιαστικά μια μικροσφαίρα γεμάτη με τροποποιημένα βακτήρια, ικανό να ανιχνεύει από το εσωτερικό του πεπτικού συστήματος σημάδια εντερικής νόσου. Η τεχνολογία αυτή, που φωτίζεται με την παρουσία βασικών φλεγμονωδών δεικτών, ανοίγει τον δρόμο για την αντικατάσταση επεμβατικών διαγνωστικών μεθόδων για παθήσεις όπως η φλεγμονώδης νόσος του εντέρου (IBD), παθήσεις του παχέος εντέρου, συμπεριλαμβανομένου του καρκίνου και των πολύποδων, καθώς και για την εντοπισμό εντερικής φλεγμονής, χωρίς καμία χειρουργική παρέμβαση.

Η έρευνα, η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό ACS Sensors, επικεντρώθηκε στη δημιουργία ενός χαπιού που περιέχει γενετικά τροποποιημένα βακτήρια. Αυτά τα βακτήρια ανταποκρίνονται σε συγκεκριμένα φλεγμονώδη μόρια εντός του εντέρου. Με την ανίχνευση αυτών των χημικών ουσιών, τα βακτήρια εκπέμπουν ένα σήμα φθορισμού, το οποίο μπορεί να μετρηθεί εξωτερικά ή μέσω δείγματος κοπράνων. Το “χάπι που λάμπει στο έντερο”, όπως αποκαλείται χαϊδευτικά, έχει σχεδιαστεί για να ανιχνεύει φλεγμονώδεις καταστάσεις με έναν μη επεμβατικό και φιλικό προς τον ασθενή τρόπο.

Τα τροποποιημένα βακτήρια ενεργοποιούνται μόνο παρουσία μονοξειδίου του αζώτου και άλλων φλεγμονωδών μορίων, τα οποία είναι συχνά παρόντα σε εντερικές παθήσεις. Η ειδική κατασκευή της μικροσφαίρας προστατεύει τα βακτήρια από το όξινο περιβάλλον του στομάχου, διασφαλίζοντας τη βιωσιμότητά τους καθ’ όλη τη διάρκεια του πεπτικού συστήματος. Στις εργαστηριακές και ζωικές μελέτες, το σύστημα παρήγαγε ισχυρά φθορίζοντα σήματα, ενώ ο σχεδιασμός του χαπιού εξασφαλίζει ελεγχόμενη απελευθέρωση, επιτρέποντας στα βακτήρια να φτάσουν άθικτα στον προορισμό τους. Το σήμα μπορεί να ανιχνευθεί από τα κόπρανα, προσφέροντας μια πρακτική και ασφαλή μέθοδο ανάγνωσης των αποτελεσμάτων. Συνολικά, τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι αυτό το χάπι-βιοαισθητήρας έχει τη δυνατότητα να αντικαταστήσει σε ορισμένες περιπτώσεις τις κολονοσκοπήσεις.

Η σημασία αυτής της τεχνολογίας είναι πολυδιάστατη. Πρώτον, προσφέρει μια μη επεμβατική εναλλακτική λύση στην κολονοσκόπηση, η οποία, αν και αποτελεί το χρυσό πρότυπο για τη διάγνωση και παρακολούθηση εντερικών παθήσεων, συχνά αποφεύγεται από τους ασθενείς λόγω της δυσφορίας, της νάρκωσης, της επεμβατικότητας, του κόστους και του χρόνου απουσίας από την εργασία. Το χάπι-βιοαισθητήρας θα επιτρέψει την τακτική παρακολούθηση χωρίς αυτούς τους περιορισμούς. Δεύτερον, διευκολύνει την πρώιμη ανίχνευση παθήσεων όπως η νόσος του Crohn, η ελκώδης κολίτιδα, η μικροσκοπική κολίτιδα, η φλεγμονή του παχέος εντέρου και η πρώιμη νόσος του παχέος εντέρου, οι οποίες συχνά διαγιγνώσκονται καθυστερημένα. Τρίτον, επιτρέπει την εξατομικευμένη παρακολούθηση ασθενειών, όπου άτομα με χρόνιες παθήσεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιούν περιοδικούς αισθητήρες για την παρακολούθηση των εξάρσεων, επιτρέποντας στους γιατρούς να προσαρμόζουν τη θεραπεία άμεσα.

Η λειτουργία του χαπιού βασίζεται σε τροποποιημένα βακτήρια E. coli Nissle, ένα ασφαλές προβιοτικό στέλεχος. Αυτά τα βακτήρια παραμένουν ανενεργά υπό κανονικές συνθήκες, ενεργοποιούνται όταν εκτίθενται σε μονοξείδιο του αζώτου (βιοδείκτη εντερικής φλεγμονής) και παράγουν φθορίζοντα σήματα. Η προστατευτική μικροσφαίρα, τύπου υδρογέλης, διασφαλίζει την επιβίωση των βακτηρίων στο στομάχι, διαλύεται στο έντερο και απελευθερώνει τα βακτήρια ακριβώς εκεί που χρειάζεται. Το σήμα που παράγεται κατά τη διάρκεια φλεγμονής ταξιδεύει μέσω του πεπτικού συστήματος και ανιχνεύεται σε δείγματα κοπράνων ή μέσω εξωτερικών αισθητήρων, εξαλείφοντας την ανάγκη για ενδοσκοπική απεικόνιση.

Σε σύγκριση με την κολονοσκόπηση, το “έξυπνο” χάπι προσφέρει πλεονεκτήματα όπως η μη επεμβατική φύση, η άνεση, η απουσία προετοιμασίας και η δυνατότητα συχνής παρακολούθησης. Ενώ η κολονοσκόπηση επιτρέπει την ανίχνευση πολύποδων, καρκίνων, φλεγμονής, καθώς και άμεση βιοψία και αφαίρεση πολύποδα, το χάπι είναι ιδανικό για την έγκαιρη ανίχνευση φλεγμονής και τη μακροπρόθεσμη παρακολούθηση χρόνιων παθήσεων. Ωστόσο, το χάπι δεν είναι προς το παρόν σε θέση να πραγματοποιήσει βιοψίες ή να αφαιρέσει πολύποδες, και προς το παρόν περιορίζεται στην ανίχνευση βιοχημικών δεικτών.

Συνοψίζοντας, αυτή η καινοτόμος μικροσφαίρα αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς τη μη επεμβατική διάγνωση παθήσεων του εντέρου. Εντοπίζοντας την εντερική φλεγμονή χωρίς την ανάγκη για κολονοσκόπηση, έχει τη δυνατότητα να μεταμορφώσει την εξέταση, να βελτιώσει την έγκαιρη ανίχνευση και να κάνει τη μακροπρόθεσμη παρακολούθηση της νόσου πολύ πιο εύκολη και άνετη για τους ασθενείς. Παρόλο που η κολονοσκόπηση παραμένει απαραίτητη για την οπτική διάγνωση και θεραπεία, το “χάπι που λάμπει στο έντερο” αναμένεται να γίνει ένα ισχυρό συμπληρωματικό εργαλείο στην γαστρεντερική ιατρική.