کپسول طراحی شده ویژه تصویر کامل تری از هضم طبیعی در افراد سالم ارائه می دهد

با استفاده از یک کپسول طراحی شده خاص، محققان اکنون می توانند در سیستم گوارش سفر کنند و داده های جدیدی در مورد هضم و میکروارگانیسم ها جمع آوری کنند. کار تیمی شامل محققان دانشگاه کالیفرنیا، دیویس، دانشگاه استنفورد و Envivo Bio Inc.، در 10 می در مقالاتی در طبیعت و متابولیسم طبیعت.

بیشتر فرآیند هضم در روده کوچک ما انجام می شود، جایی که آنزیم ها غذا را تجزیه می کنند تا از طریق دیواره روده جذب شود.

پروفسور الیور فیهن، مدیر مرکز متابولومیک سواحل غربی در دانشگاه کالیفرنیا دیویس، گفت: «روده کوچک تاکنون تنها در افرادی که آرام‌بخش هستند که روزه گرفته‌اند قابل دسترسی بوده است، و این خیلی مفید نیست.» متابولومیک مطالعه متابولوم، مولکول های کوچکی است که در متابولیسم در سلول ها، بافت ها و اندام ها نقش دارند. فیهن نویسنده ارشد مقاله متابولیسم طبیعت و نویسنده همکار در مقاله طبیعت است. Jacob Folz، محقق فوق دکتری در UC Davis، اولین نویسنده مقاله Nature Metabolism است.

در نتیجه، بیشتر مطالعات در مورد متابولیسم روده و میکروبیوم روده بر اساس نمونه های مدفوع انجام می شود، اما نمونه های مدفوع واقعاً از قسمت پایین روده بزرگ نمونه برداری می کنند، نه روده کوچک.

اندازه گیری متابولیت های روده در مدفوع مانند مطالعه یک فیل با بررسی دم آن است. بیشتر متابولیت ها در روده ها ساخته، تبدیل و استفاده می شوند و حتی به مدفوع نمی رسند. CapScan برای اولین بار تصویر کامل تری از متابولوم روده و تعاملات آن با میکروبیوم روده به ما می دهد.

داری شالون از Envivo Bio، مخترع دستگاه CapScan و یکی از نویسندگان مقالات

کپسول بلعیده می شود و حجم کمی از سیالات زیستی و میکروارگانیسم ها را در مسیر روده فوقانی به روده بزرگ جمع می کند تا زمانی که در مدفوع بازیابی شود. با استفاده از یک پوشش حساس به pH روی کپسول، محققان می‌توانند انتخاب کنند که از کدام ناحیه از دستگاه روده نمونه برداری کنند.

فیهن گفت: «این کپسول و گزارش ها اولین نمونه در نوع خود هستند. تمام مطالعات دیگر روی میکروبیوتای روده انسان بر روی مدفوع به عنوان جایگزینی برای متابولیسم روده متمرکز شده است. البته، البته واقعیت این است که 90 درصد هضم انسان در قسمت فوقانی روده اتفاق می افتد، نه روده بزرگ.”

اولین مطالعه هضم طبیعی

محققان توانستند تغییرات محتویات فوقانی روده را در طول هضم طبیعی روزانه در 15 فرد سالم بررسی کنند.

آنها از یک رویکرد “مولتیومیک” برای تجزیه و تحلیل نمونه ها از نظر باکتری ها، ویروس ها، پروتئین های میزبان و متابولیت های غذا استفاده کردند. آنها دریافتند که قسمت فوقانی روده و مدفوع در تمام این نواحی متفاوت است، گاهی اوقات به طور چشمگیری، و نزدیک به 2000 متابولیت را شناسایی کردند. این تیم همچنین ارتباط بین رژیم غذایی، از جمله میوه و الکل، و متابولیت ها را پیدا کردند.

دو نفر که در شش ماه گذشته آنتی بیوتیک مصرف کرده بودند، تغییرات زیادی در سطوح استرهای اسیدهای چرب فعال زیست فعال هیدروکسی اسیدهای چرب (FAFHAs) و سولفونولیپیدها، متابولیت هایی که تصور می شود با پیشگیری از التهاب و دیابت مرتبط هستند، نشان دادند. گونه ای از باکتری ها به نام Blautia به عنوان بیشترین نقش در متابولیسم اسیدهای چرب شناسایی شد.

فیهن گفت: “به طور کلی، این دستگاه می تواند به روشن شدن نقش میکروبیوم روده و متابولوم در فیزیولوژی و بیماری انسان کمک کند.”

نویسندگان اضافی در مقاله متابولیسم طبیعت عبارتند از: Juan Montes Morales، UC Davis; ربکا نیل کالور، جسیکا گرمبی، دیوید رلمن، و کروین کیسی هوانگ، دانشکده پزشکی دانشگاه استنفورد. و جورج تریادافیلوپولوس، مرکز اعصاب و معده و حرکت سیلیکون ولی. به جز مونتس مورالس، آنها همچنین نویسندگان مقاله طبیعت هستند، همراه با: پیتر تریت، فلوریان روزنبرگر، فیلیپ گیر، یوهانس مولر-ریف و ماتیاس مان، موسسه بیوشیمی ماکس پلانک، مارتینسرید، آلمان. Handuo Shi، Les Dethlefsen، Eitan Yaffe، Andrés Aranda-Díaz، Sean Spencer و Susan Holmes، دانشگاه استنفورد. Xiandong Meng، Chan Zuckerberg Biohub، San Francisco; و اندرو پترسون، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا.

این کار تا حدی توسط بنیاد ملی علوم، مؤسسه ملی بهداشت و بنیاد بیل و ملیندا گیتس حمایت شد.