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.