Таблетка с бактериями сообщит о внутреннем кровотечении через смартфон

Исследователи из MIT создали капсулу с бактериями, которая поможет диагностировать кровотечение в желудочно-кишечном тракте. Для этого ее нужно будет проглотить. Об этом миниатюрном устройстве рассказывает статья в новом выпуске Science.

При желудочно-кишечных кровотечениях кровь изливается внутрь желудочно-кишечного тракта. Если не диагностировать их своевременно, они могут привести к кровопотере, геморрагическому шоку, тяжелым нарушениям функций почек и других органов, что может спровоцировать смерть больного. Даже если кровотечение было небольшим, оно сигнализировало о повреждении, через которое бактерии кишечника могли попасть в кровоток, вызвав сепсис.

Существует около 200 заболеваний, вызывающих кровотечение в ЖКТ. Биологи создали устройство для того, чтобы своевременно диагностировать их и заметить опасность. Внутри капсулы находится съедобный сенсор, который реагирует на гем – компонент крови, способный связывать двухвалентное железо. Гемы входят в состав различных белков крови, но одна из самых известных их ролей – транспорт кислорода по организму в составе гемоглобина.

Для девайса ученые создали штамм бактерии E.coli с генетической модификацией, благодаря которой он реагирует на присутствие гема свечением. Эти бактерии находятся в четырех небольших лунках внутри устройства. Под каждой такой лункой расположен фототранзистор, который измеряет количество выделяемого света. Микропроцессор пересылает эту информацию на находящийся рядом компьютер или смартфон (для смартфонов ученые уже создали приложение на базе операционной системы Android).

Сенсор требует 13 микроватт энергии и снабжен батарейкой мощностью 2,7 вольт, на которой он может работать около полутора месяцев. Эта батарейка устойчива к действию как желудочного сока, содержащего 0,5% соляной кислоты, так и слабощелочной среды толстой кишки. Вся эта конструкция умещается в цилиндре 3 см в длину и около 1 см в диаметре. Съедобный сенсор окружен полупроницаемой оболочкой, которая пропускает лишь небольшие молекулы, чтобы гем мог попасть внутрь.

Биологи успешно проверили устройство на свиньях. Они предполагают, что сенсор может применяться как для разовой диагностики, так и для постоянных измерений состояния желудочно-кишечного тракта на протяжении нескольких недель. Кроме того, в капсулу можно поместить бактерий, чувствительных к разным молекулам. Ученые сделали еще две версии устройства – с чувствительностью к тиосульфату для диагностики болезни Крона или других воспалений, и N-ацил-гомосерин лактону, одной из молекул, используемых бактериями в общении. Второй тип устройства поможет выявить признаки инфекции.

Пока что эти два варианта не протестировали на животных, но в целом с помощью различных бактерий сенсор можно настроить для регистрации самых разных заболеваний.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.