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Addio a gastroscopia e colonscopia per le diagnosi gastrointestinali, sperimentata la capsula ingeribile contenente un sistema di “batteri-on-a-chip”.

Le diagnosi gastrointestinali non saranno più così fastidiose e traumatiche. Sperimentata con successo (dimostrazione di principio) una capsula ingeribile contenente un sistema di “batteri-on-a-chip“.

Il prototipo del test non invasivo è stato messo a punto dal gruppo del Mit, coordinato da Timothy Lu e Phillip Nadeau. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science.

La ricerca

La ricerca è stata condotta su dei maiali per diagnosticare l’ulcera e altri problemi gastrointestinali.

Cellule di Escherichia coli sono state modificate con l’ingegneria genetica in modo da emettere un segnale luminoso nel momento in cui captano un componente (eme) dell’emoglobina contenuta dei globuli rossi e segno di un’emorragia.

Nel giro di due ore, la pillola ha diagnosticato senza errori la presenza di sangue che era stato iniettato nello stomaco degli animali. Dopo averle identificate, si è illuminato e il suo segnale luminoso è stato trasformato in corrente elettrica.

Batteri-on-a-chip

“La nostra idea era di intrappolare delle cellule batteriche all’interno di un dispositivo dal quale fuoriescono una volta che il sensore entra nello stomaco”, spiega Nadeau.

I ricercatori hanno modificato un batterio in modo da renderlo sensibile a molecole spia, ottenendo così un dispositivo minuscolo e ingoiabile.

Il modello, chiamato IMBED, per Ingestible Micro-Bio-Electronic Device combina sensori fatti di cellule viventi con strumenti elettronici a bassissimo consumo di energia, per convertire i messaggi inviati dal batterio in segnali leggibili.

I batteri sono stati posti in quatto comparti, ognuno dei quali utilizza un transistor per  misurare la luce prodotta dalle cellule batteriche e poi di trasmettere l’informazione a un microprocessore.

Il segnale viene poi inviato in modalità wireless a un computer o a uno smartphone vicino.

Il dispositivo diagnostico ingoiabile è un cilindro lungo quasi 4 centimetri ricoperto di una membrana semi-impermeabile, che richiede 13 microwatt di energia ed è stato equipaggiato di una batteria da 2,7 volt che gli consente di funzionare per 1,5 mesi di fila.

Le applicazioni umane

Secondo i ricercatori il batterio-sensore può essere programmato per captare diverse molecole spia di infiammazioni.

Può inoltre essere realizzato in un formato abbastanza piccolo da poter essere ingerito nello stomaco umano per diagnosi gastrointestinali.

Il dispositivo può essere progettato per essere usato una volta sola o rimanere alcuni giorni o settimane nel tratto digestivo, e per trasportare più ceppi di batteri modificati in modo da diagnosticare diverse malattie.

Le applicazioni umane del dispositivo permetterebbero di ridurre le invasive procedure standard delle diagnosi gastrointestinali, come gastroscopia e colonscopia, molte fastidiose per i pazienti.

Barbara Zampini

 

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