Лента TH Новости Биоинженерия



Самые маленькие помощники?

∴ 207

Наука только подходит к сложным и симбиотическим решениям, когда бактерии вживляются в наши тела. Но как далеко это может зайти?

1580

От заражения до поддержания здоровья , влияние бактерий регулирует нашу жизнь. А в последнее время исследователи начали заставлять этих крошечных микробов активно работать на нас. Создание бактерий охватывает широкие сферы. От выявления токсичных веществ в окружающей среде до обнаружения воспаления в кишечнике. И это только начало развивающейся области науки, которая учит набирать правильный миньонов.

Теперь команда исследователей из Массачусетского технологического института выпустила новую систему бактерий на чипе, в которой сочетаются генетически модифицированные бактерии, которые могут обнаруживать кровотечение из кишечника с помощью электронной схемы, которая сигнализирует радиосигналом о выполнении работы на соседний компьютер.

Объединив инженерные и биологические датчики вместе с маломощной беспроводной электроникой, мы сможем обнаружить биологические сигналы в организме. В ближайшее время это позволит создать новые диагностические возможности для улучшения здоровья человека.Тимоти Лу, один из исследователей MIT, работающих над проектом.

Для начала команда генетически спроектировала пробиотический штамм бактерий E.coli, который должен реагировать на присутствие химического соединения, называемого гем. соединение, обнаруженное в красных тельцах. Именно оно является надежным биомаркером внутреннего кровотечения. При столкновении с гемом, сконструированные бактерии выделяют небольшое количество света.

Следующий шаг заключался в разработке способа переноса этих бактериальных датчиков через тело и перевода сигналов в данные, которые могут быть переданы мгновенно. Капсула была создана с четырьмя лунками, которые содержат бактерии. Молекулы из организма проникают через мембрану в лунки и, в присутствии гема, заставляют бактерии испускать свет. Затем этот свет измеряется фототранзистором под каждой лункой, которая передает данные на соседний смартфон или компьютер.

Наша идея заключалась в упаковке бактериальных клеток внутри устройства. Клетки будут пойманы в ловушку и выведены «на прогулку», когда устройство пройдет через желудок.Филипп Надео, один из ведущих авторов исследования.

Все устройство находятся в цилиндре в форме капсулы длиной около 3,8 см. Прототип был оснащен 2,7-вольтовой батареей, которая рассчитана на 1,5 месяца работы. Тем не менее, будущие роботы могут быть полностью автономными, поскольку одна и та же команда ранее разработала устройство без батареи, которое генерирует электричество из кислоты желудка.

Первоначальные испытания показали, что устройство точно обнаружило наличие крови в желудке свиней, и исследователи уже разработали еще два бактериальных датчика, указывающих на другие потенциальные будущие диагностические применения. Один предложенный датчик обнаруживает тиосульфат, соединение, связанное с воспалительными состояниями, в то время как другой датчик обнаруживает молекулу под названием AHL, известный биомаркер для желудочно-кишечных инфекций.

Большая часть работы, которую мы делали в этой статье, была связана с кровью, но, возможно, вы могли бы спроектировать бактерии, чтобы почувствовать что-либо и однозначно просигнализировать в ответ на это. Любой, кто пытается спроектировать бактерии, чтобы почувствовать молекулу, связанную с болезнью, может сложить ее в одну из этих колодцев, и она будет готова к работе.Автор проекта, Марк Миме.

Следующие шаги в проекте будут направлены на уменьшение размера датчика капсулы и изучение того, как долго эти выращенные бактериальные клетки могут выжить. Цель состоит в том, чтобы эти датчики потенциально могли оставаться в пищеварительном тракте человека неделями, отправляя непрерывные сигналы, которые позволяют врачу мгновенно отслеживать различные состояния.

Павел Бизин