腸炎の非侵襲的なイメージングのためのプロバイオティック・アコースティック・バイオセンサ
Marjorie T Buss1, Lian Zhu1, Jamie H Kwon2
1Division of Chemistry and Chemical Engineering, California Institute of Technology, Pasadena, CA, USA.
設計された腸内細菌は 現在 超音波を用いて検出され 炎症性腸内疾患 (IBD) の診断に 非侵襲的な方法が提供されています この技術革新は IBDのモニタリングを改善するために 現在の診断ツールの限界を回避します
科学分野:
- バイオテクノロジー
- 微生物学
- 医療用イメージング
背景:
- 炎症性腸疾患 (IBD) の診断とモニタリングは困難であり,しばしば侵襲的な処置が必要です.
- 胃腸 (GI) バイオマーカー検出のための現在のエンジニアリングされたプロバイオティクスは,信号解像度に制限があります.
- 超音波画像は,インビボ画像の非侵襲的,アクセシブルで高解像度な代替手段を提供します.
研究 の 目的:
- 胃腸疾患のインサイト超音波画像化のための新しいプロバイオティックバイオセンサを開発する.
- 炎症バイオマーカーを検知し 超音波のコントラストを生成する 臨床的に承認された細菌を設計する
- IBDやその他の胃腸疾患の現在の診断方法の限界を克服する.
主な方法:
- 炎症性のバイオマーカーを感知するために プロバイオティック細菌E.コライ・ニッセルを設計しました
- 超音波信号の生成のためのガス小胞の表現を組み込みました.
- 感度と信号の安定性のために最適化された生物分子信号回路.
- マウスの抗生物質による炎症を画像化するために 超音波を用いてバイオセンサを検証した.
主要な成果:
- 超音波のコントラストを生成できる E. coli Nissle プロバイオティックバイオセンサを成功裏に設計しました
- マウスにおける抗生物質誘発炎症の in vivo検出が実証された.
- シアスルファートとテトラチオネートバイオマーカーの 敏感な検出を達成した.
- 消化器炎の非侵襲的イメージングの可能性を検証した.
結論:
- 超音波画像と関連したプロバイオティックバイオセンサは,IBDのような胃腸疾患の診断とモニタリングのための有望な非侵襲的なアプローチです.
- この技術により 侵襲的処置の必要性が大幅に減り 診断はより容易かつ費用対効果が高くなるでしょう
- より早期に,より頻繁に病気のモニタリングを行うことで,患者のアウトカムが改善される可能性があります.
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