Un nuovo metodo di indagine potrebbe rendere inutile, almeno in parte, la necessità di sottoporre i pazienti ad una colonscopia. Un gruppo di ricercatori ha recentemente pubblicato uno studio sulla rivista ACS Sensors dove spiegano di aver sviluppato un sensore, composto da minuscole microsfere contenenti batteri sensibili al sangue, in grado di rilevare i marcatori delle malattie gastrointestinali. Assunte per via orale, le “pillole” in miniatura contengono anche particelle magnetiche che le rendono facili da raccogliere dalle feci.
Una volta espulse da modelli murini affetti da colite, il sensore batterico ha rilevato sanguinamenti gastrointestinali in pochi minuti. I ricercatori affermano che i batteri presenti nel sensore potrebbero essere adattati per rilevare altre malattie intestinali.
Batteri sensibili all’eme che si illuminano in presenza di sangue
“Questa tecnologia fornisce un nuovo paradigma per la diagnosi rapida e non invasiva delle malattie gastrointestinali”, afferma Ying Zhou, coautore dello studio.
Nel mondo, milioni di persone soffrono di cancro del colon-retto o di malattie infiammatorie intestinali, tra cui la colite, che possono causare sanguinamento intestinale, diarrea e crampi. La diagnosi si ottiene con la colonscopia. Nonostante il suo valore clinico, molte persone evitano però la procedura a causa della preparazione richiesta e della sua invasività.
Zhou, Bang-Ce Ye, Zhen-Ping Zou e colleghi stanno sviluppando metodi diagnostici meno invasivi, utilizzando batteri che rilevano biomarcatori di malattia, come l’eme, componente dei globuli rossi, un segno di sanguinamento intestinale.
In precedenza, i ricercatori avevano sviluppato batteri sensibili all’eme che si illuminano in presenza di sangue, ma i sensori batterici si decompongono nell’apparato digerente e sono difficili da raccogliere. In questo nuovo studio, hanno incapsulato i loro batteri e particelle magnetiche che rilevano l’eme all’interno di sfere di alginato di sodio, un agente addensante utilizzato negli alimenti. Il processo crea minuscoli sensori di microsfere di idrogel che possono essere facilmente rimossi dalle feci con una calamita dopo il loro passaggio attraverso il corpo.
I test iniziali hanno dimostrato che l’idrogel proteggeva i batteri dai fluidi digestivi simulati, ma permetteva anche all’eme di interagire con il sensore batterico, rendendolo luminoso.
Microsfere per via orale
I ricercatori hanno quindi somministrato le microsfere per via orale a modelli murini di colite, che rappresentavano livelli di malattia da inattività a stadi gravi. Dopo che le microsfere avevano attraversato il sistema gastrointestinale degli animali, i ricercatori hanno recuperato i sensori dalle feci con un magnete e hanno scoperto che la pulizia delle microsfere e l’analisi del segnale richiedevano circa 25 minuti.
Con il progredire della malattia, l’intensità della luce prodotta dal sensore è aumentata, il che indicava una maggiore presenza di eme nei modelli murini con colite più avanzata.
Le valutazioni dei topi sani a cui è stato somministrato il sensore hanno indicato che le microsfere erano biocompatibili e sicure.
Sebbene il sensore debba ancora essere testato sull’uomo, i ricercatori affermano che questo metodo di incapsulamento dei sensori batterici potrebbe diagnosticare malattie gastrointestinali, monitorare i trattamenti e la progressione della malattia.
Lo studio è stato finanziato dalla National Natural Science Foundation of China, il National Key Research and Development Program of China e la China Postdoctoral Science Foundation.
