המגמה של ימינו עשויה להיות טכנולוגית לבישה, אך צוות מחקר במלבורן, אוסטרליה מבקש לעשות צעדים גדולים עם הזן הניתן לערעור. השבוע פרסמו קורוש קלנטר-זדה ועמיתיו באוניברסיטת RMIT מאמר במגמות בביוטכנולוגיה ובו התואר פוטנציאל הקפסולות האלקטרוניות הניתנות לצריבה לספק מדידות מדויקות של גזי המעיים. טכנולוגיות כאלה, לטענתן, יציעו תובנות מעמיקות יותר בזמן אמת על פעילויות הגזים בתוך הגוף ועל יחסי החשד שלהם עם מחלות מסוימות.
תוכן קשור
- אתה אפילו לא רוצה לדעת על כל הדברים שחיים על גלגל העין שלך
מערכת העיכול שלנו היא יותר מסתם איברים פנימיים בעבודה. אנו זקוקים גם למיקרוביומה של הבטן שלנו, מערכת אקולוגית שלמה של חיידקים מגוונים המסייעת בפירוק המזון שאנו אוכלים באמצעות תסיסה. למרות שחלק מגזי המעיים שאנו פולטים נובעים מאוויר שבולע, אחרים נוצרים כאשר חיידקים שונים המרכיבים את המיקרוביומה עוברים חילוף חומרים במעיים.
כמה מחקרים מראים שגזים מסוימים יכולים להוות סמנים מועילים למצבם הבריאותי של האדם. לדוגמא, חיידקים המפחיתים סולפטים מייצרים מימן גופרתי שקושר לתסמונת המעי הרגיז. נוצרו קשרים בין נוכחותם של כמה גזי מעיים לבין מחלות מעי דלקתיות לבין סרטן המעי הגס. אם ניתן לאתר ובקרה מדויקת של גזים אלה, המידע עשוי לעזור לחזק את המחקר על הגורמים למחלות אלה.
"השפעת מעי האנוש על מחלות במערכת העיכול צורכת חלק ניכר מהוצאות הבריאות מדי שנה ברחבי העולם", מציין קלנטר-זדה, והדגיש את גישתו החדשה כדרך חסכונית לעזור לפענח את השפעת הבטן על הבריאות הכללית. פרופ 'סטנפורד ומיקרוביולוג. דייויד רלמן מסכים: "באופן כללי היכולת לפקח על פונקציות מיקרוביאליות ברחבי הקהילה, או שירותי אקולוגיות במעיים היא צורך קריטי ויכולה להוסיף משמעותית להבנתנו את פעולתן."
כיום ניתן למדוד גזים המיוצרים על ידי מיקרוביומה במעי באמצעות מכשיר חיצוני בדומה לנשימה. עם זאת, חלק משמעותי מהנתונים הולך לאיבוד בתהליך, מכיוון שגזים נקלטים או מתפזרים עוד לפני שהנושא אפילו יש סיכוי לנשוף. טכניקה אחרת כוללת ניתוח של חומר צואה, העומד בפני אתגרים דומים בהתחשב בזמן השהות הכרוך בו, יחד עם הקושי לחבר נקודות נתונים אודות נוכחות של גז עם מקומות מדויקים בדרכי העיכול, מסביר לורנס דייוויד, פרופסור לומד מיקרוביומות אצל דיוק.
קלנטר-זדה יצאה לחפש שיטה ישירה שעלולה לייצר קריאות מדויקות ומקיפות יותר.
הניתוח שלו נחת על שתי אסטרטגיות: מערכות תסיסה צואתית וכמוסות גז ניתנות לצריבה. בשיטה הראשונה, חומר צואה מודגר בתנאים המדמים את אלה של המעי הגס. הצואה מכילה חיידקים מהמעי, ולכן התסיסה מחקה את סוגי התגובות המתרחשות בגוף. השנייה היא ללא ספק שיטת הדגימה הישירה ביותר - הכנסת עבודות המעבדה היישר למעיים באמצעות גלולה אלקטרונית.
"שני הנוהגים אינם פולשניים, ובהשוואה לשיטות הרלוונטיות, הם מדויקים בהרבה, מכיוון שהם לוקחים את דגימות הגז היכן שהם מיוצרים, " אומר קלנטר-זדה.
המחשה כיצד תיראה כמוסה אלקטרונית למעקב אחר גז. (קורוש קלנטר-זדה) כמוסות ניטור הגז, שצפויות על ידי קלנטר-זדה, יעלו פחות מ- 10 $ לחתיכה, נראות כמו טבליות שהמטופלים יכולים לבלוע. בכל כמוסה כלולים שני מרכיבי מפתח: חיישן המפקח על נוכחות גזי מעיים שונים וסוללה שתשמש כאספקת חשמל. ההתפתחויות האחרונות בתחום הטכנולוגיה הובילו לחיישני גז שאורכם פחות מעשרה מילימטרים. החיישן מחובר למעבד ולמשדר אלחוטי שמעביר את הנתונים למקליט חיצוני.
האלקטרוניקה עטופה במעטפת קפסולה אטומה המסוגלת לעמוד בלחות הגבוהה של המעי, אך עם קרום חדיר לגז בקרבת החיישן. החיישנים מנקזים כמויות אנרגיה גדולות מכיוון שהם פועלים בטמפרטורות גבוהות, ולכן קלנטאר-זדה חושב שסוללות ליתיום-יון הן מקור האנרגיה האופטימלי בזכות יכולות המתח והטעינה הגבוהות שלהן.
הקפסולות בנויות על מיקרו-טכנולוגיה אשר הוקמה על ידי חיישני pH, לחץ וטמפרטורה הניתנים לצריכה כמו SmartPill ומצלמות אנדוסקופיות אותם יכולים המטופלים לבלוע כדי לצלם תמונות של מערכת העיכול. משך הזמן שכל קפסולת הגז תישאר בגוף תלויה במהירות פעולת מערכת העיכול של האדם, שנעה בין יום למספר ימים, אומר קלנטר-זאדה. יחד עם משתפי פעולה באוניברסיטת מלבורן, אוניברסיטת מונאש ו- CSIRO, צוותו בוחן בימים אלה אבטיפוס של גלולות על חזירים. הם שואפים לפרסם תוצאות אלה בקרוב ואז לקוות לקבל אישור לניסויים קליניים עם בני אדם.
גלמן ודוד מתרגשים שניהם מהסיכויים לטכנולוגיה זו, יחד עם שפע הנתונים שהיא בסופו של דבר יכולה לאסוף. איסוף מסה קריטי של מידע הוא הצעד הבא כדי להשיג הבנה מוצקה של ההשפעה של גזי המעיים על מצבים בריאותיים וטיפולים, הם מציינים.
"השירות הקליני ידרוש הרבה יותר נתונים ותובנות לגבי המרכיבים המתאימים לחיזוי הבריאות והמחלות של המערכת האקולוגית", אומר רלמן.
