Βιο-ηλεκτρονική κάψουλα με μεταλλαγμένα βακτήρια ανιχνεύει την αιμορραγία στο στομάχι

Ουσιαστικά πρόκειται για ένα «τσιπάκι» με βακτήρια, το οποίο συνδυάζει αισθητήρες από ζωντανούς μικροοργανισμούς με ηλεκτρονικά πολύ χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης. Ο βακτηριακός-ηλεκτρονικός αισθητήρας μετατρέπει το «σήμα» (δηλαδή τη βιολογική αντίδραση) των βακτηρίων σε ασύρματο ηλεκτρονικό σήμα, το οποίο στη συνέχεια είναι δυνατό να διαβαστεί από ένα «έξυπνο» κινητό τηλέφωνο. Με τη βοήθεια μιας ειδικής εφαρμογής Android, τα στοιχεία αυτά μπορούν μετά να αναλυθούν.

Οι ερευνητές, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό Science, δήλωσαν ότι «συνδυάζοντας τροποποιημένους βιολογικούς αισθητήρες με χαμηλής ενέργειας ασύρματα ηλεκτρονικά, μπορούμε να ανιχνεύσουμε βιολογικά σήματα στο σώμα και σε σχεδόν πραγματικό χρόνο, ανοίγοντας έτσι νέες διαγνωστικές δυνατότητες».

Τα τελευταία χρόνια οι συνθετικοί βιολόγοι έχουν κάνει μεγάλα βήματα προόδου στην τροποποίηση των βακτηρίων, έτσι ώστε αυτά να ανταποκρίνονται σε συγκεκριμένα περιβαλλοντικά ερεθίσματα, π.χ. της ρύπανσης, ή σε βιοδείκτες κάποιας ασθένειας.

Οι ερευνητές του ΜΙΤ τροποποίησαν ένα στέλεχος από το γνωστό βακτήριο E.coli, έτσι ώστε να εκπέμπει φως όταν έρχεται σε επαφή στο γαστρεντερικό σύστημα με την ουσία αίμη, η οποία αποτελεί συστατικό του αίματος.

Τα βακτήρια εισάγονται, μαζί με τα ηλεκτρονικά (φωτοτρανζίστορ, μικροεπεξεργαστής), σε μια κάψουλα μήκους περίπου 3,5 εκατοστών, που χρειάζεται μόνο 12 μικροβάτ ηλεκτρικής ενέργειας, την οποία παίρνει από μια μικρομπαταρία των 2,7 βολτ, αρκετή για περίπου ενάμιση μήνα συνεχούς χρήσης.

Τα πειράματα έως τώρα έχουν γίνει με επιτυχία σε χοίρους, ανιχνεύοντας τα όποια ίχνη αίματος στο στομάχι τους, ενώ θα ακολουθήσουν δοκιμές και σε ανθρώπους. Η κάψουλα μπορεί μελλοντικά να χρησιμοποιείται είτε για μία μόνο χρήση, είτε παραμένοντας στο στομάχι για μέρες και εβδομάδες, στέλνοντας συνεχώς σήματα.

Σήμερα αν υπάρχει υποψία αιμορραγίας σε έναν ασθενή λόγω γαστρικού έλκους, πρέπει να υποβληθεί σε γαστροσκόπηση με ενδοσκόπιο. Η νέα κάψουλα μπορεί μελλοντικά να καταστήσει την εξέταση αυτή περιττή.

Οι ερευνητές θα συρρικνώσουν κι άλλο τον αισθητήρα, ενώ θα εξετάσουν κατά πόσο είναι δυνατό να αξιοποιηθεί και για άλλες γαστρεντερικές παθήσεις πέρα από την αιμορραγία. Επίσης, θα δοκιμάσουν να ενσωματώσουν στον αισθητήρα και άλλα είδη βακτηρίων εκτός από το E.coli.

Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ

Κεντρική φωτογραφία: Βιοηλεκτρονική κάψουλα βακτηρίων / Lillie Paquette-MIT