Капсула CORAL обеспечивает неинвазивный доступ к малоизученным кишечным микробам. Исследования микробиома кишечника долгое время основывались на образцах кала, которые в основном представляют собой микроорганизмы из толстого кишечника. В результате тонкий кишечник, где происходит множество важных взаимодействий между организмом и микроорганизмами, остаётся практически неизученным.

Исследовательская группа Нью-Йоркского университета в Абу-Даби разработала капсулу с 3D-печатью под названием CORAL (Cellularly Organized Repeating Lattice), предназначенную специально для сбора образцов микроорганизмов из тонкого кишечника по мере его прохождения по пищеварительному тракту.

«Бактериальные сообщества кишечника оказывают огромное влияние на иммунитет, обмен веществ, старение и общее состояние здоровья. Потенциал CORAL заключается в возможности раннего выявления заболеваний, отслеживания эффективности терапии и, в конечном итоге, разработки новых методов лечения, основанных на микробиоме, которые восстанавливают нарушенный баланс», — говорит соавтор Ханан Мохаммед.

Капсула, изготовленная из инертной смолы, имеет губчатую поверхность, напоминающую морские кораллы, которые благодаря своей пористой структуре поддерживают разнообразную микробную жизнь. Такая конструкция увеличивает площадь поверхности, позволяя ей пассивно захватывать микробы без необходимости использования специальных подвижных частей. После проглатывания она естественным образом перемещается по организму, собирает образцы микробов и выводится с калом. После этого исследователи могут извлечь и проанализировать капсулу.

«Дизайн капсулы CORAL вдохновлен сложной и самоорганизующейся пористой архитектурой, наблюдаемой у морских кораллов, которые сами по себе являются центрами микробных сообществ», — пишут авторы в исследовании, опубликованном в журнале Device.

Исследователи протестировали капсулу как на изолированных тканях животных, так и на живых крысах. Во всех испытаниях она благополучно прошла через организм. Генетический анализ подтвердил, что она собрала микробные сообщества, которые обычно не обнаруживаются в стандартных образцах кала, такие как Streptococcus, Enterococcus и Curtobacterium.

Эта инновационная капсула также проста в изготовлении с помощью одного этапа 3D-печати, что экономит время и снижает затраты. Эта простота в сочетании с пассивным методом отбора проб позволяет легко масштабировать её для более масштабных исследований или клинического применения.

Соавтор Халил Рамади говорит: «При разработке CORAL мы отдали приоритет пассивным функциям конструкции, которые упрощают производство и минимизируют точки отказа. Эта надёжная функция повышает его клиническую эффективность, и вскоре мы начнём испытания на пациентах».

Обеспечивая прямой неинвазивный доступ к тонкому кишечнику, CORAL может дать возможность для будущих исследований микробных сообществ, влияющих на питание, обмен веществ, заболевания и иммунный ответ.

«Мы рассматриваем CORAL как революционный инструмент, позволяющий исследовать те отделы кишечника, которые долгое время были недоступны. В исследованиях он позволит учёным изучать микробные сообщества тонкого кишечника с беспрецедентной детализацией. В клинической практике мы предполагаем, что он будет способствовать неинвазивной диагностике и разработке персонализированных стратегий лечения заболеваний кишечника», — говорит соавтор Аашиш Джа.

Источник