Tren saat ini mungkin merupakan teknologi yang dapat dikenakan, tetapi sebuah tim peneliti di Melbourne, Australia berupaya membuat langkah besar dengan varietas yang dapat dimakan. Minggu ini Kourosh Kalantar-zadeh dan rekan-rekannya di Universitas RMIT merilis sebuah makalah di Trends in Biotechnology yang menguraikan potensi kapsul elektronik yang dapat dimakan untuk menyediakan pengukuran akurat gas-gas usus. Teknologi tersebut, menurut mereka, akan menawarkan wawasan yang lebih dalam dan waktu-nyata ke dalam aktivitas gas di dalam tubuh dan dugaan hubungan mereka dengan penyakit tertentu.
Konten terkait
- Anda bahkan tidak ingin tahu tentang semua hal yang hidup di bola mata Anda
Sistem pencernaan kita lebih dari sekadar organ internal yang bekerja. Kita juga membutuhkan mikrobioma usus kita, seluruh ekosistem beragam bakteri yang membantu memecah makanan yang kita makan melalui fermentasi. Meskipun beberapa gas usus yang kita pancarkan disebabkan oleh udara yang tertelan, yang lain tercipta ketika bakteri yang berbeda membentuk mikrobioma memetabolisme zat di dalam usus.
Beberapa penelitian menunjukkan bahwa gas-gas tertentu dapat menjadi penanda berguna status kesehatan seseorang. Misalnya, bakteri pereduksi sulfat menghasilkan hidrogen sulfida, yang telah dikaitkan dengan sindrom iritasi usus. Koneksi juga telah dibuat antara adanya beberapa gas usus dan penyakit radang usus dan kanker usus besar. Jika gas-gas ini dapat dideteksi dan dipantau secara akurat, informasi tersebut dapat membantu meningkatkan penelitian tentang penyebab penyakit ini.
"Efek usus manusia pada penyakit pencernaan menghabiskan sebagian besar pengeluaran perawatan kesehatan setiap tahun di seluruh dunia, " kata Kalantar-zadeh, menekankan pendekatan barunya sebagai cara yang hemat biaya untuk membantu menguraikan dampak usus pada kesehatan secara keseluruhan. Stanford profesor dan ahli mikrobiologi David Relman setuju: “Secara umum, kemampuan untuk memantau fungsi komunitas mikroba, atau jasa ekosistem, di dalam usus adalah kebutuhan yang sangat penting dan dapat menambah secara substansial pemahaman kita tentang operasi mereka.”
Saat ini, gas yang diproduksi oleh mikrobioma usus dapat diukur menggunakan perangkat eksternal seperti Breathalyzer. Namun, sebagian besar data hilang dalam proses, karena gas diserap atau disebarkan sebelum subjek bahkan memiliki kesempatan untuk menghembuskan napas. Teknik lain melibatkan menganalisis feses, yang menghadapi tantangan serupa mengingat jeda waktu yang terlibat, bersama dengan kesulitan menghubungkan titik data tentang keberadaan gas dengan tempat yang tepat di saluran pencernaan, jelas Lawrence David, asisten profesor yang mempelajari mikrobioma di Duke.
Kalantar-zadeh berangkat untuk mencari metode langsung yang berpotensi menghasilkan bacaan yang lebih tepat dan komprehensif.
Analisisnya mendarat pada dua strategi: sistem fermentasi tinja dan kapsul gas yang tertelan. Pada metode pertama, tinja diinkubasi dalam kondisi yang mensimulasikan orang-orang dari usus besar. Kotoran mengandung bakteri dari usus, sehingga fermentasi meniru jenis reaksi yang terjadi di dalam tubuh. Yang kedua sejauh ini merupakan metode pengambilan sampel paling langsung — membawa praktikum langsung ke usus melalui pil elektronik.
"Kedua praktik ini bersifat noninvasif dan, dibandingkan dengan metode yang relevan, jauh lebih akurat, karena mereka mengambil sampel gas di mana mereka diproduksi, " kata Kalantar-zadeh.
Ilustrasi seperti apa kapsul pelacak gas elektronik. (Kourosh Kalantar-zadeh) Kapsul pemantauan gas, yang diramalkan oleh Kalantar-zadeh harganya kurang dari $ 10 per potong, terlihat seperti tablet yang dapat ditelan pasien. Termasuk dalam setiap kapsul adalah dua komponen utama: sensor yang memonitor keberadaan gas usus yang berbeda dan baterai untuk berfungsi sebagai catu daya. Perkembangan teknologi terkini telah menyebabkan sensor gas yang panjangnya kurang dari 10 milimeter. Sensor dihubungkan ke mikroprosesor dan pemancar nirkabel yang menyampaikan data ke perekam eksternal.
Elektronik terbungkus dalam cangkang kapsul kedap mampu menahan kelembaban tinggi usus, tetapi dengan membran permeabel gas dekat sensor. Sensor mengalirkan energi dalam jumlah besar karena beroperasi pada suhu tinggi, sehingga Kalantar-zadeh menganggap baterai lithium-ion adalah sumber energi yang optimal karena tegangan tinggi dan kapasitas pengisian daya.
Kapsul dibangun di atas teknologi mikro yang telah ditetapkan oleh sensor pH, tekanan, dan suhu yang dapat ditelan seperti SmartPill dan kamera endoskopi yang dapat ditelan pasien untuk menangkap gambar saluran pencernaan. Lamanya waktu setiap kapsul gas akan tetap di dalam tubuh tergantung pada seberapa cepat saluran pencernaan seseorang beroperasi, mulai dari satu hingga beberapa hari, kata Kalantar-zadeh. Bersama dengan kolaborator di University of Melbourne, Monash University dan CSIRO, timnya saat ini sedang menguji prototipe pil pada babi. Mereka bertujuan untuk mempublikasikan hasil ini segera dan kemudian berharap untuk mendapatkan persetujuan untuk uji klinis dengan manusia.
Gelman dan David sama-sama senang dengan prospek teknologi ini, bersama dengan kekayaan data yang akhirnya bisa dikumpulkan. Mengumpulkan banyak informasi penting adalah langkah berikutnya untuk mendapatkan pemahaman yang solid tentang dampak gas usus terhadap kondisi dan perawatan kesehatan, catat mereka.
"Utilitas klinis akan memerlukan lebih banyak data dan wawasan tentang komponen mana yang berkorelasi dengan dan memprediksi kesehatan dan penyakit ekosistem, " kata Relman.
