Une pilule 3D pourrait être une bonne vérification intestinale
par Christina Phillis
L’intestin contient une grande variété de microbes et de bactéries qui peuvent offrir une mine de renseignements sur la santé globale d’une personne. C’est pourquoi une équipe d’ingénieurs à Tufts University ont développé une nouvelle méthode pour explorer l’appareil digestif. Leur petite pilule 3D échantillonne les bactéries le long de son passage dans l’intestin, offrant aux chercheurs de meilleures informations concernant les régions qui sont difficiles d’accès, comme le haut du côlon distal où se retrouve une population diverse de microbiomes.
« Nous apprenons beaucoup concernant l’influence du microbiome intestinal sur la santé et les maladies. Toutefois, nous en savons très peu sur sa biogéographie. La pilule va améliorer notre compréhension du rôle de la distribution spatiale dans le profil du microbiome afin d’avancer des traitements et thérapies innovateurs pour un nombre de maladies et de conditions médicales, » a dit Sameer Sonkusale, co-auteur de l’étude et professeur de génie électrique et informatique à l’école d’ingénierie de Tufts University.
Un travail intestinal
Les bactéries intestinales fonctionnent en aidant le corps à digérer la nourriture et le protéger contre les maladies. Mais elles peuvent aussi devenir perturbatrices. Si le microbiome devient déséquilibré, connu sous le terme de dysbiose, la constipation, le ballonnement, l’indigestion, et d’autres symptômes déplaisants peuvent survenir. La dysbiose peut aussi rendre le corps plus susceptible à certaines infections, ou intensifier les maladies comme le cancer.
De nouvelles recherches font preuve que l’intestin pourrait avoir un effet sur plus que la digestion. Des études récentes ont démontré que notre composition génétique détermine le mélange de bactéries dans l’intestin, et pourrait avoir un effet notre poids. Les chercheurs ont même trouvé un lien potentiel entre les bactéries intestinales et l’autisme. Une vision plus détaillée de ces organismes est nécessaire afin de mieux comprendre leur relation avec ces conditions et d’autres.
« Comparé à d’autres dispositifs de diagnostic non invasifs, celui-ci est comme la réalisation d’un ECG pour la santé intestinale. »
Suivre son instinct viscéral
Afin de créer un dispositif pour traverser et échantillonner l’appareil digestif, les chercheurs ont utilisé une imprimante 3D. La pilule produite a comme particularité une membrane semi-perméable séparée en deux chambres — une contient des canaux hélicoïdaux et l’autre remplie de calcium. La chambre avec les canaux hélicoïdaux collecte les bactéries, tandis que la chambre remplie de calcium aide à maintenir le flux osmotique à travers la membrane.
Un revêtement sensible au pH se dissout une fois que la pilule atteint l’estomac, l’empêchant d’absorber quoi que ce soit avant d’accéder à l’intestin grêle. Un aimant interne, guidé de l’extérieur, est utilisé pour contrôler le trajet de la pilule afin d’échantillonner des régions spécifiques. Les chercheurs ont aussi inclus un colorant fluorescent dans la chambre à sel pour tracer le chemin de la pilule.
Les résultats initiaux ont montré que les populations bactériennes collectées dans la pilule ressemblaient de près les populations auxquelles la pilule a été exposée. Actuellement, la pilule a été utilisée seulement chez les porcs et les primates. Des essais cliniques sont nécessaires afin de déterminer si la pilule peut être utilisée pour le diagnostic et le traitement d’humains.
« La conception de ce dispositif est particulièrement facile d’utilisation, présentant peu de risque au sujet d’étude, mais fournissant quand même beaucoup d’information, » a dit Giovanni Widmer, un professeur au département de maladies infectieuses et de santé globale à l’école de médecine vétérinaire Tufts Cummings. « Comparé à d’autres dispositifs de diagnostic non invasifs, celui-ci est comme la réalisation d’un ECG pour la santé intestinale. »
Ce n’est pas le seul prototype de son genre en développement pour rendre moins invasifs le diagnostic et le traitement. Un système d’administration de médicaments avec commande à distance pour les traitements de chimiothérapie est en évaluation. L’ensemble de nanoparticules distribue la chimiothérapie aux cellules cancéreuses seulement, laissant les cellules en santé à s’épanouir.
À l’avenir, les chercheurs espèrent que les populations bactériennes découvertes au moyen de la pilule 3D pourraient être analysées par des techniques de séquençage d’ADN. Un jour, ceci pourrait aider au diagnostic et au traitement d’une variété de troubles digestifs. Bien que cette pilule soit petite, son potentiel est énorme.
