Les microbes intestinaux affectent la santé humaine, mais il reste encore beaucoup à apprendre, en partie parce qu'ils ne sont pas faciles à collecter. Mais les chercheurs rapportent maintenant dans ACS Nano qu'ils ont développé une capsule ingérable qui, dans les études sur les rats, a capturé des bactéries et d'autres échantillons biologiques en passant par le tractus gastro-intestinal (GI).
Actuellement, les chercheurs obtiennent des microbes intestinaux en prélevant des échantillons de selles ou en utilisant des techniques telles que la coloscopie ou l'endoscopie. Cependant, les échantillons de selles ne peuvent pas capturer tous les micro-organismes dans le tractus gastro-intestinal supérieur, et ils ne peuvent pas séparer les microbes de différentes parties du tractus. La coloscopie et l'endoscopie sont des procédures invasives qui dissuadent certains patients. Sarvesh Kumar Srivastava et ses collègues ont voulu éviter ces inconvénients en concevant un appareil qui pourrait être avalé puis éliminé.
Les chercheurs ont développé un système de réaction auto-polymérisable composé de monomère diacrylate de poly (éthylène glycol), de chlorure de fer et d'acide ascorbique – tous chargés dans de minuscules cylindres creux. Les microdispositifs cylindriques ont été emballés dans des capsules de gélatine miniatures, qui ont été recouvertes d'une couche protectrice pour empêcher la digestion dans l'environnement acide de l'estomac.
Après avoir été nourris à des rats, les capsules sont restées protégées dans l'estomac mais se sont désintégrées dans le pH plus neutre de l'intestin grêle, libérant les microdispositifs. L'exposition au liquide intestinal a entraîné la polymérisation de la cargaison chimique des cylindres, formant un hydrogel qui a piégé les microbes et les biomarqueurs protéiques dans son environnement, un peu comme un instantané de l'intestin. Les appareils, qui n'ont pas causé d'inflammation ou de toxicité, ont ensuite été retirés chirurgicalement – une étape qui, selon les chercheurs, sera remplacée par une élimination naturelle à l'avenir.
Des études de séquençage à haut débit ont montré que la population bactérienne capturée par les dispositifs ressemblait étroitement à celle de l'intestin. Les chercheurs ont également démontré que ces minuscules cylindres pouvaient être déclenchés sur une plage de pH pour fournir des produits biologiques, comme l'insuline, aux cellules d'une boîte de Pétri en présence de mucus intestinal. Cette technologie pourrait faire progresser la compréhension des interactions hôte-microbiome, fournir un aperçu de la progression de la maladie gastro-intestinale associée et ouvrir la voie à des thérapies intestinales personnalisées, selon l'équipe.
La source:
American Chemical Society
Référence du journal:
Chen, L., et coll. (2020) Un système auto-polymérisant ingérable pour l'échantillonnage ciblé du microbiote intestinal et des biomarqueurs. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.0c05426.
