Naukowcy z Massachusetts General Brigham oraz Massachusetts Institute of Technology zaprezentowali innowacyjną kapsułkę do połykania, która może znacząco ułatwić i przyspieszyć diagnozowanie groźnych, ale często pomijanych chorób przewodu pokarmowego. Urządzenie, nazwane FIREFLI, zostało zaprojektowane z myślą o wykrywaniu ostrego niedokrwienia krezki jelita – schorzenia o bardzo wysokiej śmiertelności, którego wczesna diagnoza stanowi jedno z większych wyzwań klinicznych w medycynie ratunkowej.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak działa nowa kapsułka FIREFLI i na czym polega jej innowacyjność w diagnostyce jelit.
- Dlaczego ostre niedokrwienie krezki jest tak trudne do zdiagnozowania i jak FIREFLI może to zmienić.
- Jakie wyniki osiągnięto w badaniach przedklinicznych i jaka jest skuteczność urządzenia.
- Jakie są potencjalne zastosowania tej technologii w przyszłości – od diagnostyki po terapie celowane.
Ostre niedokrwienie krezki – trudna diagnoza, wysokie ryzyko
Ostre niedokrwienie krezki jelita to stan wynikający z ograniczenia lub całkowitego zablokowania dopływu krwi do jelit. Choć odpowiada za mniej niż 1,5% wizyt na oddziałach ratunkowych z powodu bólu brzucha, jego śmiertelność sięga aż 55%.
Ostre niedokrwienie krezki jest potencjalnie śmiertelnym, ale często niedodiagnozowanym schorzeniem. Jego wczesne objawy mogą przypominać typowe problemy żołądkowo-jelitowe, a obecne narzędzia diagnostyczne, takie jak badania obrazowe, są inwazyjne, kosztowne i często zbyt wolne, aby umożliwić szybkie leczenie – powiedział dr Giovanni Traverso, główny autor badania i gastroenterolog z Mass General Brigham.
Skuteczna diagnostyka tej choroby wymaga szybkiego i precyzyjnego działania. Opóźnienia w rozpoznaniu często prowadzą do trwałego uszkodzenia jelit, sepsy i zgonu pacjenta. Nowa technologia może ten scenariusz radykalnie zmienić.
FIREFLI – kapsułka inspirowana naturą
Nowo opracowana kapsułka FIREFLI (Finding Ischemia via Reflectance of LIght) to zasilane bateryjnie urządzenie diagnostyczne, które po połknięciu trafia do jelita cienkiego i analizuje stan jego tkanek. Inspiracją dla twórców był świetlik – owad emitujący światło dzięki enzymowi lucyferazie.
FIREFLI wykorzystuje lucyferazę wrażliwą na pH, która aktywuje reakcję bioluminescencji, generując światło wewnątrz kapsułki. Emitowane światło oświetla otaczającą tkankę jelitową – jeśli jest ona niedokrwiona (pozbawiona odpowiedniego ukrwienia), wykazuje znacznie niższą luminancję.
Zebrane dane są następnie przesyłane bezprzewodowo do zewnętrznego urządzenia mobilnego. W przyszłości może to pozwolić lekarzom na szybkie i bezinwazyjne diagnozowanie ostrego niedokrwienia, nawet poza szpitalami wyposażonymi w zaawansowane technologie obrazowania.
Przedkliniczne wyniki badań – wysoka skuteczność diagnostyczna
Nowa kapsułka została przetestowana na modelu przedklinicznym obejmującym dziewięć świń. W badaniu wykazano, że FIREFLI zidentyfikowała ostre niedokrwienie krezki z dokładnością 90%.
Czułość testu – czyli zdolność do wykrycia choroby u rzeczywiście chorych zwierząt – wyniosła aż 98%. Swoistość – zdolność do wykluczania choroby tam, gdzie jej nie ma – osiągnęła poziom 85%, co oznacza niewielkie ryzyko fałszywie dodatnich wyników.
W ramach tej pracy połączono inżynierię, biologię i medycynę, aby umożliwić szybkie i nieinwazyjne wykrycie niewidocznego zagrożenia medycznego – podkreślił dr Traverso.
Szerszy potencjał: triage, dostępność i przyszłość kapsułek „inteligentnych”
Zastosowanie FIREFLI nie ogranicza się jedynie do jednostkowego przypadku ostrego niedokrwienia. Technologia może odegrać znacznie szerszą rolę w praktyce klinicznej – zwłaszcza w obszarze medycyny ratunkowej, gastroenterologii i podstawowej diagnostyki jelitowej.
Jak zaznacza Traverso, takie podejście może umożliwić szybszą triaż na oddziałach ratunkowych, ograniczyć liczbę niepotrzebnych badań inwazyjnych u pacjentów, u których objawy brzuszne nie są spowodowane niedokrwieniem, rozszerzyć dostęp do opieki diagnostycznej w klinikach, w których brakuje zaawansowanej technologii obrazowania, a także położyć podwaliny pod przyszłe ‘inteligentne’ kapsułki łączące w sobie czujniki, komunikację bezprzewodową, a nawet ukierunkowane dostarczanie terapii.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod TYM LINKIEM
Główne wnioski
- FIREFLI to kapsułka diagnostyczna inspirowana świetlikiem, która emituje światło i analizuje stan tkanek jelitowych na podstawie luminancji w odpowiedzi na pH.
- Technologia została przetestowana na modelu zwierzęcym z 90% dokładnością, 98% czułością i 85% swoistością w wykrywaniu ostrego niedokrwienia krezki.
- FIREFLI przesyła dane bezprzewodowo do urządzenia zewnętrznego, co może umożliwić szybką diagnozę bez konieczności użycia inwazyjnych metod obrazowania.
- Rozwiązanie może wspierać triaż na SOR-ach, redukować liczbę zbędnych badań inwazyjnych oraz stanowić fundament pod przyszłe „inteligentne kapsułki” łączące diagnostykę i terapię.
Źródło:
- Mass General Brigham
- Science Robotics
