Капсулу изобрели, чтобы узнать больше о пищеварительной системе человека

Капсула CapScan проходит через тонкую кишку и предоставляет информацию о кишечных микробиомах и о том, как диета влияет на здоровье.

Кэти Хеллман — [email protected]

Согласно недавней публикации в журнале Nature, исследователи разработали капсулу под названием CapScan для сбора данных о здоровой пищеварительной системе человека. Проект проводился исследователями из Калифорнийского университета в Дэвисе, Стэнфордского университета и Envivo Bio Inc.

В ходе исследования ученые проанализировали процесс пищеварения у 15 здоровых людей и обнаружили значительную корреляцию между диетой и метаболитами, являющимися результатом метаболических процессов.

«Чтобы получить образцы из четырех различных отделов кишечного тракта, четыре устройства были проглочены набором после того, как человек съел еду по своему выбору, при этом разные типы устройств в наборе были разработаны так, чтобы открываться при разных, постепенно повышающихся уровнях pH», — говорит исследователь. исследование читает.

Обычно пищеварение происходит, когда ферменты в тонком кишечнике расщепляют пищу, которая затем всасывается в кровоток, благодаря чему питательные вещества могут распределяться по всему телу. Однако специфические функции различных отделов кишечного тракта остаются в значительной степени неизвестными.

Оливер Файн, старший автор исследования и директор Центра метаболомики Западного побережья Калифорнийского университета в Дэвисе, рассказал о том, как CapScan может пролить свет на процесс пищеварения.

«Мы можем посмотреть, как меняется питание», — сказал Фин. «Мы можем давать людям определенные продукты и использовать эти устройства, чтобы видеть, что происходит в разных частях тонкого кишечника, когда они их поглощают».

CapScan покрыт pH-чувствительным слоем, что позволяет исследователям выбирать, из какой части кишечного тракта брать пробу. Капсула позже извлекается из стула участников для анализа.

«Вся эта информация может быть использована для вмешательства», — сказал Фин. «Как только мы узнаем, что происходит с питанием и какие микробы несут за это ответственность, а также, возможно, какие лекарства и другие соединения влияют на свойства микробов, мы сможем вмешаться соответствующим образом. Вместо того, чтобы нацеливаться на гены человека, мы будем нацеливаться на виды микробов для улучшения здоровья».

CapScan также надеется предоставить гораздо более тщательный анализ метаболома кишечника (малых молекул, участвующих в метаболизме) и информацию о микробиоме кишечника.

Джейкоб Фольц, первый автор исследования и научный сотрудник лаборатории Фина в Калифорнийском университете в Дэвисе, прокомментировал, как CapScan преодолевает недостатки других методов, используемых для изучения пищеварения.

«Это исследование и новая технология открывают дверь для свободного исследования того, что происходит в кишечнике», — сказал Фольц по электронной почте. «Раньше это было невозможно с помощью физически инвазивных процедур отбора проб и радикального контроля за питанием. Теперь исследователи смогут заняться серьезными вопросами, связанными со здоровьем и болезнями кишечника, или просто посмотреть, как переваривание помидоров сравнивается с перевариванием оливок. "

До сих пор тонкую кишку изучали только у людей, находящихся под седацией или с помощью инвазивных, но контролируемых процедур, поскольку пищеварение у людей трудно исследовать. Частично эти трудности связаны с ограничениями в клинических обследованиях, таких как эндоскопия и колоноскопия, которые позволяют сканировать только определенные части пищеварительного тракта.

Однако изобретение CapScan сможет предоставить более полную информацию о процессах, которые никогда раньше не изучались, поскольку он может проходить через весь пищеварительный тракт и обследовать его, не нарушая и не загрязняя микробиом кишечника человека. Кроме того, в клинических испытаниях, проверяющих здоровье и функционирование кишечника, больше не придется предлагать участникам проходить экстремальные процедуры или диеты, которые могут быть вредными.

«[Этот проект] на самом деле представляет собой исследование неизведанного», — сказал Фин. «Люди думают, что следующим рубежом станет Марс или дно океана, но есть и другой рубеж. Мы считаем, что абсолютно необходимо понимать человеческие болезни, а также то, как микробы взаимодействуют с физиологией человека».