Kapsel erfunden, um mehr über das menschliche Verdauungssystem zu erfahren

Die CapScan-Kapsel passiert den Dünndarm und liefert Informationen über das Darmmikrobiom und darüber, wie sich die Ernährung auf die Gesundheit auswirkt

Von KATIE HELLMAN – [email protected]

Einer aktuellen Veröffentlichung in Nature zufolge haben Forscher eine Kapsel namens CapScan entwickelt, um Daten über gesunde menschliche Verdauungssysteme zu sammeln. Das Projekt wurde von Forschern der UC Davis, der Stanford University und Envivo Bio Inc. durchgeführt.

Im Rahmen der Studie analysierten die Forscher den Verdauungsprozess bei 15 gesunden Personen und fanden signifikante Zusammenhänge zwischen der Ernährung und Metaboliten, dem Ergebnis von Stoffwechselprozessen.

„Um Proben aus vier verschiedenen Regionen des Darmtrakts zu entnehmen, wurden vier Geräte als Set eingenommen, nachdem eine Person eine Mahlzeit ihrer Wahl gegessen hatte, wobei verschiedene Gerätetypen in einem Set so konzipiert waren, dass sie sich bei unterschiedlichen, zunehmend höheren pH-Werten öffnen“, sagte der Forscher Studie liest.

Typischerweise findet die Verdauung statt, wenn Enzyme im Dünndarm die Nahrung zersetzen, die dann in den Blutkreislauf aufgenommen wird, sodass die Nährstoffe im ganzen Körper verteilt werden können. Die spezifischen Funktionen verschiedener Teile entlang des Darmtrakts sind jedoch noch weitgehend unbekannt.

Oliver Fiehn, leitender Autor der Studie und Direktor des West Coast Metabolomics Center an der UC Davis, gab Einblicke, wie CapScan Aufschluss über den Verdauungsprozess geben könnte.

„Wir können untersuchen, wie sich die Ernährung verändert“, sagte Fiehn. „Wir können den Menschen bestimmte Lebensmittel verabreichen und mit diesen Geräten beobachten, was in den verschiedenen Teilen des Dünndarms passiert, während sie diese zu sich nehmen.“

Der CapScan ist mit einer pH-empfindlichen Schicht beschichtet, sodass Forscher auswählen können, welchen Teil des Darmtrakts sie beproben möchten. Die Kapsel wird später zur Analyse im Stuhl der Teilnehmer gefunden.

„Alle diese Informationen können für Interventionen genutzt werden“, sagte Fiehn. „Sobald wir wissen, was mit der Ernährung passiert und welche Mikroben dafür verantwortlich sind und vielleicht auch, welche Medikamente und andere Verbindungen die mikrobiellen Eigenschaften beeinträchtigen, können wir angemessen eingreifen. Anstatt auf menschliche Gene abzuzielen, würden wir auf mikrobielle Arten abzielen, um die Gesundheit zu verbessern.“

CapScan hofft außerdem, eine viel gründlichere Analyse des Darmmetaboloms (der am Stoffwechsel beteiligten kleinen Moleküle) und Informationen über das Darmmikrobiom liefern zu können.

Jacob Folz, Erstautor der Studie und Postdoktorand in Fiehns Labor an der UC Davis, kommentierte, wie CapScan die Nachteile anderer Methoden zur Untersuchung der Verdauung überwindet.

„Diese Studie und die neue Technologie eröffnen die Möglichkeit, frei zu erforschen, was im Darm passiert“, sagte Folz per E-Mail. „Dies war bisher durch physikalisch invasive Probenahmeverfahren und eine radikale Ernährungskontrolle ausgeschlossen. Jetzt können Forscher ernsthafte Fragen im Zusammenhang mit der Darmgesundheit und -krankheit beantworten oder einfach untersuchen, wie sich die Verdauung einer Tomate mit der Verdauung einer Olive vergleicht.“ "

Bisher wurde der Dünndarm nur an Personen unter Sedierung oder durch invasive, aber kontrollierte Verfahren untersucht, da die Verdauung beim Menschen schwer zu erforschen ist. Ein Teil dieser Schwierigkeit ist auf Einschränkungen bei klinischen Untersuchungen wie Endoskopie und Koloskopie zurückzuführen, bei denen nur bestimmte Teile des Verdauungstrakts untersucht werden können.

Die Erfindung von CapScan wird jedoch in der Lage sein, umfassendere Informationen über Prozesse zu liefern, die noch nie zuvor untersucht wurden, da es den gesamten Verdauungstrakt durchqueren und untersuchen kann, ohne das Darmmikrobiom einer Person zu stören oder zu kontaminieren. Darüber hinaus müssen klinische Studien zur Untersuchung der Darmgesundheit und -funktion nicht länger in Betracht ziehen, die Teilnehmer zu extremen Eingriffen oder Diäten aufzufordern, die möglicherweise schädlich sind.

„[Dieses Projekt] ist wirklich die Erforschung des Unbekannten“, sagte Fiehn. „Die Leute denken, die nächste Grenze sei der Mars oder der Meeresboden, aber es gibt noch eine andere Grenze. Wir halten es für absolut wichtig, menschliche Krankheiten zu verstehen, aber auch, wie Mikroben mit der menschlichen Physiologie interagieren.“

Geschrieben von: Katie Hellman – [email protected]