Vá em frente, colonoscopia – escrevem os pesquisadores Sensor ACS relata que eles criaram pequenas esferas cheias de bactérias que podem sentir a presença de sangue, um dos principais sintomas de doenças gastrointestinais. Essas microesferas agem como “pílulas” em miniatura que são engolidas e contêm partículas magnéticas para que possam ser facilmente coletadas nas fezes. Depois de passar por um modelo de rato com colite, os sensores detectam sangramento gastrointestinal em poucos minutos. A equipe observa que o mesmo sistema bacteriano poderia eventualmente ser projetado para detectar outras condições relacionadas ao intestino.
“Esta tecnologia fornece um novo paradigma para a detecção rápida e não invasiva de doenças gastrointestinais”, disse o coautor do estudo, Ying Zhu.
Por que são necessários diagnósticos intestinais simples e não invasivos
Nos Estados Unidos, milhares de milhões de pessoas vivem com cancro colorrectal ou doenças inflamatórias intestinais, incluindo colite, que pode causar hemorragia intestinal, diarreia e dor abdominal. A colonoscopia continua sendo a ferramenta diagnóstica padrão-ouro. Ele depende de um endoscópio, um dispositivo flexível com ponta de câmera que é cuidadosamente guiado através do intestino grosso. Embora forneça informações médicas valiosas, muitos indivíduos hesitam em se submeter a esse procedimento porque requer preparação extensa e pode parecer invasivo. Para desenvolver uma alternativa, Zhou, Bang-Ce Ye, Zhen-Ping Zou e colegas estão explorando o uso de bactérias que detectam biomarcadores como o heme, um componente dos glóbulos vermelhos que sinaliza sangramento dentro do intestino.
Construindo sensores bacterianos que sobrevivem à digestão
A equipe já havia criado bactérias que emitiam luz quando encontravam o heme, mas as primeiras versões quebraram durante a digestão e foram difíceis de recuperar posteriormente. No novo estudo, os pesquisadores protegeram as bactérias encapsulando-as com partículas magnéticas dentro de minúsculas gotículas de alginato de sódio, um material espessante comumente encontrado em alimentos. Ele cria microesferas duras de hidrogel que viajam pelo trato digestivo e podem ser removidas das fezes com um ímã. Os testes laboratoriais iniciais confirmaram que o escudo de hidrogel permitiu que as bactérias sobrevivessem às condições simuladas de digestão e ainda permitissem que o calor atingisse o sensor e provocasse um brilho.
Testando microesferas em modelos de colite em camundongos
Os pesquisadores então administraram as microesferas por via oral a camundongos com graus variados de colite, desde ausência de atividade da doença até inflamação grave. Depois que as esferas passaram pelo trato gastrointestinal, a equipe as recuperou usando um ímã e relatou três descobertas principais:
- A limpeza das microesferas e a análise do sinal exigiram aproximadamente 25 min.
- À medida que a gravidade da doença aumentava, os sensores produziam sinais luminosos mais fortes, indicando níveis mais elevados de heme em animais com colite mais avançada.
- Testes em ratos saudáveis mostraram que as microesferas eram biocompatíveis e seguras.
Perspectivas futuras para testes em humanos e monitoramento de doenças
Embora a tecnologia ainda não tenha sido avaliada em humanos, os investigadores sugerem que os sensores bacterianos encapsulados poderão um dia ajudar a diagnosticar doenças gastrointestinais, monitorizar a resposta ao tratamento e acompanhar as alterações nas doenças ao longo do tempo.
Os autores reconhecem o financiamento da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, do Programa Nacional Chave de Pesquisa e Desenvolvimento da China e da Fundação de Pós-Doutorado em Ciências da China.
