El sensor del tamaño de una pastilla olfatea gases a medida que pasa a través de su intestino

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Los investigadores probaron el sensor electrónico en siete personas sanas y descubrieron que el dispositivo podía detectar con precisión las concentraciones de hidrógeno, dióxido de carbono y oxígeno en tiempo real a medida que pasaba por el cuerpo, según el estudio, publicado en línea ayer (8 de enero) en la revista Nature Electronics.

Aunque los resultados del sensor aún deben ser probados en un grupo más grande de personas, incluso en personas con afecciones intestinales, el uso del sensor podría algún día conducir a menos procedimientos invasivos, como colonoscopias, dijeron los investigadores.

La cápsula es aproximadamente del tamaño de una píldora grande: solo 1 pulgada por 0.4 pulgadas (2.6 centímetros por 1 centímetros). Desde el momento en que se ingiere hasta el momento en que se excreta entre uno y dos días después, la cápsula envía datos sobre las concentraciones de gases intestinales cada 5 minutos a un dispositivo portátil fuera del cuerpo. Este dispositivo, a su vez, utiliza Bluetooth para enviar los datos a una aplicación de teléfono inteligente.

Un dibujo 3D (A) muestra cómo está diseñada la cápsula de detección de gas; una foto (B) de la cápsula de gas empaquetada y su dispositivo receptor. (Crédito de la imagen: Kalantar-zadeh K. et al., Nature Electronics, 2018.)

Sorpresa del sensor

Más allá de transmitir datos en tiempo real sobre las concentraciones de gases en el intestino de una persona, la prueba de la cápsula reveló que el estómago humano tiene un sistema de protección previamente desconocido. Este sistema se pone en marcha si los compuestos extraños permanecen en el estómago durante demasiado tiempo, lo que provoca que el estómago libere químicos oxidantes para descomponerlos y destruirlos, encontraron los investigadores.

"Nunca se había informado sobre un mecanismo inmunitario de este tipo", dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Kourosh Kalantar-zadeh, profesor de la Escuela de Ingeniería del Royal Melbourne Institute of Technology, en Australia.

Además, la cápsula mostró que el colon, o el intestino grueso, puede contener oxígeno, ya que las personas con una dieta alta en fibra tenían altas concentraciones de oxígeno en sus colon. "Esto contradice la vieja creencia de que el colon siempre está libre de oxígeno", dijo Kalantar-zadeh a Live Science.

Este hallazgo relacionado con el oxígeno puede ayudar a los investigadores a comprender cómo se desarrollan ciertas afecciones, como el cáncer de colon, dijo.

Si se aprueba, la cápsula podría revolucionar la forma en que los médicos diagnostican los trastornos intestinales e incluso ayudarlos a evaluar la dieta de un paciente, dijo. Esto se debe a que es probable que cada enfermedad tenga su propia firma de concentraciones de gases, por lo que las lecturas en cápsulas permitirían a los médicos identificar cualquier problema que tenga un paciente, dijo.

Se espera que se complete un ensayo más grande con más de 300 pacientes en 2019, anotó Kalantar-zadeh. No está claro cuánto costará la cápsula si se lanza al mercado, pero los investigadores "esperan entregarla a pacientes de menos de $ 200 en la primera etapa", dijo.

Las dimensiones (C) de la cápsula; y (D) un dibujo que muestra el gas que penetra en la membrana, permitiendo que el gas llegue a los elementos sensores. (Crédito de la imagen: Kalantar-zadeh K. et al., Nature Electronics, 2018.)

Una mejor prueba de aliento

Los científicos hicieron el sensor electrónico después de que un gastroenterólogo (un médico que se especializa en el tracto gastrointestinal y el hígado) preguntó si los investigadores podrían hacer que las pruebas de diagnóstico de aliento sean más confiables para las condiciones intestinales, ya que la mayoría de las pruebas de aliento son confiables solo del 60 al 70 por ciento del tiempo, dijo Kalantar-zadeh. Dichas pruebas de aliento se utilizan para diagnosticar afecciones como el sobrecrecimiento bacteriano del intestino delgado y el síndrome del intestino irritable, midiendo las concentraciones de gases.

Sin embargo, los investigadores no pudieron producir una mejor prueba de aliento, dijo. Esto se debe a que la cantidad y las concentraciones de gases producidos en el intestino cambian cuando llegan a los pulmones, dijo.

"Entonces, comenzamos a hacer un dispositivo, nuestra cápsula, para medir los gases 'directamente' donde se generan en el intestino", dijo Kalantar-zadeh.

Opiniones externas

La cápsula es una "herramienta novedosa que puede ayudarnos a descifrar las complejas interacciones entre el huésped, las bacterias intestinales y la dieta que finalmente determinan nuestra salud o enfermedad", dijo el Dr. Premysl Bercik, profesor asociado en el Departamento de Medicina de la Universidad McMaster, en Canadá, que no participó en el estudio.

Es interesante que la cápsula haya encontrado altos valores de oxígeno en el colon, dijo Bercik a Live Science, pero agregó que "debemos ser cautelosos al interpretar estos resultados ... se necesitan más datos para comprender la compleja química que ocurre en nuestros intestinos".

Mientras tanto, este dispositivo puede ser beneficioso en pacientes con síndrome de intestino irritable o sobrecrecimiento bacteriano del intestino delgado, dijo la Dra. Priya Kathpalia, profesora asistente de medicina en la División de Gastroenterología de la Universidad de California en San Francisco. Eso es porque la cápsula podría ayudar a los pacientes a saber si necesitan hacer cambios en la dieta o buscar tratamiento médico, dijo Kathpalia a Live Science.

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