Бактерия в пилюле-сенсоре может стать монитором состояния организма - Гранит науки - 2018-06-04

Новая модификация заглатываемого сенсора представляет собой устройство размером с пилюлю, которое смогло распознать кровотечение глубоко в кишечнике свиньи и передать информацию об этом по беспроводной связи на мобильный телефон. Если видоизменить это устройство таким образом, чтобы оно улавливало больше химических соединений, но при этом уменьшить его размеры, то можно будет создать многоцелевой сканер состояния желудочно-кишечного тракта. При создании нового сенсора группа из Массачусетского технологического института (MIT) под руководством Тимоти Лу (Timothy Lu) использовала молочнокислую бактерию, широко применяемую в качестве пробиотика, это вид Lactococcus lactis. С помощью генной инженерии ученые сделали ее детектором гемоглобина крови, точнее, гема, части этого сложного белка, непосредственно соединенной с железом. Для этого в бактерию внесли несколько генов других бактерий: один активируется в присутствии гема, а другой делает при этом клетку светящейся. Это включает детектор и производит сигнал беспроводной связи. Упаковав 44 миллиона бактериальных клеток вместе с батарейкой, детектором света и прочей электроникой в пилюли размером от 10 до 30 миллиметров, они скормили их трем свиньям. Как сообщает журнал Science, сенсор включился только у свиней с внутренним кровотечением в кишечнике.

Устройство, которое ученые опробовали на свиньях, называется IMBED, это аббревиатура английского словосочетания «заглатываемое микро-био-электронное устройство» ( ingestible micro-bio-electronic device). Пока что это прототип, объединивший в себе инновации синтетической биологии и микроэлектроники. Ранее уже создавались «умные пилюли» с видеокамерами или датчиками температуры и газов, так что концепция заглатываемого сенсора сама по себе не нова. Эксперты Scientific American указали на несколько путей усовершенствования биосенсора IMBED для того, чтобы его можно было использовать в клинике. Во-первых, врачи должны иметь возможность отслеживать устройство и точно определять его местонахождение в момент обнаружения целевых молекул. При этом метаболиты должны улавливаться очень быстро, чтобы сенсор успеть отправить сигнал до того, как тот потухнет при переходе пилюли в другой отдел кишечника. Еще одна задача: точное определение биомаркеров разных заболеваний, на которые должен быть нацелен биосенсор. В желудочно-кишечном тракте несметное число метаболитов, и эти молекулы могут быть индикаторами заболеваний, а значит, диагностическими маркерами. Заглатываемый сенсор представляется на сегодняшний день единственным инструментом проникновения в глубины ЖКТ и познания его изнутри. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества «Поиск».