Принцип и новаторство работы биоэлектронной таблетки | МДЦ-LUX
Разработка биоэлектронной таблетки для диагностики заболевания Поделиться

Разработка биоэлектронной таблетки для диагностики заболевания

     Исследователи из США разработали диагностическую биоэлектронную таблетку, заполненную генетически модифицированными бактериями, которая находит признаки заболевания внутри организма и передает беспроводной сигнал на ближайший компьютер или смартфон.  Команда в Массачусетском технологическом институте описала прототип капсулы «бактерии на кристалле» в журнале «Science».  Ученые сказали, что она успешно прошла испытания у свиней и может начать клинические испытания в группе добровольцев в течение года.
«Объединив инженерные биологические датчики вместе с маломощной беспроводной электроникой, мы сможем находить биологические сигналы в организме почти в режиме реального времени, предоставляя новые диагностические возможности», - сказал Тимоти Лу, доцент биотехнической инженерии Массачусетского технологического института.
 
Принцип работы биоэлектронной таблетки
     Прототип капсулы, длиной около 3 см, может диагностировать кровотечение в желудке через генетический материал микроорганизмов. При взаимодействии генов микроорганизмов с компонентом крови происходит реакция с люминесценцией.
Каждая капсула содержит около 1 м бактерий в пределах полупроницаемой мембраны, позволяя малым молекулам проникать в устройство.  Фототранзисторы в капсуле собирают бактериальную люминесценцию и передают сигналы на микропроцессор, который, в свою очередь, передает их детектору вне тела.
     Исследователи Массачусетского технологического института также разработали бактерии, безвредные пробиотические штаммы вездесущей бактерии E-Coli, чтобы определять молекулу, связанную с воспалением.
По их мнению, капсула может быть разработана для обнаружения широкого круга молекул, имеющих отношение к заболеванию внутри организма, включая другие бактериальные штаммы.
     Анализируя проект, Питер Гибсон и Ребекка Бургелл, гастроэнтерологи Университета Монаш в Австралии, сказали: «Объединение искусственных биолюминесцентных бактерий и микроэлектронной обработки поможет разблокировать множество  информации о структуре и функции организма, его связи с окружающей средой и воздействии болезней и терапевтических вмешательств».
 
Новаторство
     Капсула не является первой цифровой пилюлей, но она является самой амбициозной по своим функциям.  В прошлом году FDA (Управление по контролю за продуктами и лекарствами США) одобрило первую в мире цифровую медицину, разработанную компанией Proteus Digital Health в Калифорнии.  Это даст возможность докторам и семье пациента контролировать режим приема лекарств.  Но в отличие от обычной таблетки, капсула биоэлектронной таблетки не ощущает биохимических условий организма и активируется при попадании в присутствующие в желудке жидкости.  
Дальнейшая работа над усовершенствованием биоэлектронной таблетки может устранить необходимость включения миниатюрной батареи в капсулу.  Вместо этого она будет питаться от вольтовой ячейки, поддерживаемой кислотами в желудке. 
     Массачусетский технологический институт подал заявку на патенты на устройство.  «Мы изучаем потенциальные возможности для коммерческой эксплуатации, сказал профессор Лу. При постоянном финансировании и одобрении регулирующих органов клинические испытания могут начаться через год или два», -  добавил он.