Cápsula inteligente ofrece perfilado en tiempo real a lo largo del tracto gastrointestinal

Si bien su función principal es la digestión, el tracto GI también contribuye a la producción de hormonas, células inmunitarias y neurotransmisores que pueden influir en el estado de ánimo y la función cerebral. Además, alberga numerosos biomarcadores útiles para detectar, monitorear y tratar enfermedades, que van desde ácidos grasos de cadena corta vinculados al síndrome metabólico hasta citocinas que indican inflamación.

Sin embargo, las tecnologías actuales no permiten capturar fácilmente esta valiosa información metabólica y molecular directamente desde el interior del tracto GI. Los métodos convencionales, como los análisis fecales o las biopsias son invasivos, costosos y no proporcionan datos en tiempo real a lo largo del sistema digestivo. Ahora, investigadores han desarrollado una cápsula inteligente capaz de medir el pH, la temperatura y una amplia gama de biomarcadores.

La cápsula, llamada PillTrek, fue desarrollada por un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de California (Caltech, Pasadena, CA, EUA). Integra sensores compactos y asequibles en un sistema electroquímico inalámbrico en miniatura, alimentado por componentes electrónicos de bajo consumo energético. PillTrek mide tan solo 7 milímetros de diámetro y 25 milímetros de longitud (menor que las cápsulas endoscópicas estándar), pero realiza una amplia gama de análisis electroquímicos. Su estación de trabajo electroquímica interna es modular, lo que permite la inserción de diferentes sensores según el biomarcador objetivo en el intestino.

Desde el punto de vista electroquímico, PillTrek es un dispositivo de gran capacidad. Puede detectar metabolitos, iones y hormonas como la serotonina y la dopamina, e incluso podría adaptarse para la detección de proteínas, todo ello dentro del entorno complejo y exigente del tracto gastrointestinal. En el estudio, publicado en Nature Electronics , la cápsula se probó en modelos animales y midió con éxito el pH, la temperatura, los niveles de glucosa y la serotonina.

El equipo de investigación había desarrollado previamente un método de impresión 3D para producir sensores de bajo coste sobre sustratos plásticos, que puede utilizarse para fabricar los sensores de PillTrek a gran escala. En el futuro, los investigadores planean explorar soluciones de energía inalámbrica y electrónica miniaturizada para reducir aún más el tamaño y los requisitos de energía de PillTrek.

"Las cápsulas ingeribles tienen un potencial significativo en el diagnóstico, la monitorización y el tratamiento de enfermedades crónicas, pero los dispositivos anteriores presentaban limitaciones considerables en cuanto a su capacidad de detección, vida útil y tamaño", afirmó Azita Emami, coautora del estudio. "Este trabajo supone un importante avance hacia dispositivos que puedan proporcionar información médica significativa a pacientes y médicos".

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Caltech