Kapsul yang dapat ditelan yang dapat membantu mengungkap poros otak-usus – ScienceDaily

Kapsul yang dapat ditelan yang dapat membantu mengungkap poros otak-usus – ScienceDaily


Siapapun yang pernah mengalami “kupu-kupu di perut” sebelum memberikan presentasi besar tidak akan terkejut mengetahui ada hubungan fisik antara usus dan otak mereka. Ahli saraf dan profesional medis menyebut hubungan ini sebagai “poros otak-usus” (GBA); pemahaman yang lebih baik tentang GBA dapat mengarah pada pengembangan perawatan dan penyembuhan untuk gangguan neurologis seperti depresi dan kecemasan, serta untuk berbagai penyakit inflamasi auto-imun kronis seperti sindrom iritasi usus besar (IBS) dan rheumatoid arthritis.

Saat ini, kondisi dan penyakit ini terutama didiagnosis oleh laporan pasien tentang gejala mereka. Namun, ahli saraf dan dokter sedang menyelidiki GBA untuk menemukan apa yang disebut “biomarker” untuk penyakit ini. Dalam kasus GBA, penanda biologis tersebut kemungkinan adalah serotonin.

Dengan menargetkan hubungan kompleks antara usus dan otak ini, para peneliti berharap mereka dapat mengungkap peran mikrobioma usus dalam gangguan usus dan otak. Dengan biomarker yang mudah diidentifikasi seperti serotonin, mungkin ada beberapa cara untuk mengukur bagaimana disfungsi mikrobioma usus mempengaruhi jalur pensinyalan GBA. Memiliki alat yang dapat meningkatkan pemahaman, membantu diagnosis penyakit, dan menawarkan wawasan tentang bagaimana pola makan dan nutrisi berdampak pada kesehatan mental akan sangat berharga.

Dengan $ 1 juta dalam pendanaan National Science Foundation, tim ahli University of Maryland dari teknik, ilmu saraf, mikrobiologi terapan, dan fisika telah membuat kemajuan dalam membangun platform yang dapat memantau dan memodelkan pemrosesan waktu nyata aktivitas serotonin mikrobioma usus. Tiga makalah baru yang diterbitkan merinci kemajuan pekerjaan, yang mencakup inovasi dalam mendeteksi serotonin, menilai efek neurologisnya, dan merasakan perubahan kecil pada epitel usus.

Dalam “Pengukuran Elektrokimia Serotonin oleh Elektroda Au-CNT yang Dibuat pada Membran Kultur Sel Berpori”, tim mengembangkan sebuah platform yang menyediakan akses ke situs spesifik produksi serotonin. Platform termasuk membran berpori dengan sensor serotonin terintegrasi di mana model lapisan usus dapat ditanam. Inovasi ini memungkinkan para peneliti mengakses sisi atas dan bawah kultur sel – penting karena serotonin disekresikan dari bagian bawah sel. Karya ini adalah yang pertama untuk mendemonstrasikan metode yang layak untuk mendeteksi molekul redoks, seperti serotonin, secara langsung pada substrat kultur sel yang berpori dan fleksibel. Ini memberikan akses superior ke molekul yang dilepaskan sel dan menciptakan lingkungan usus model yang dapat dikontrol untuk melakukan penelitian GBA yang inovatif tanpa perlu melakukan prosedur invasif pada manusia atau hewan.

Makalah kedua tim, “Sistem Biomonitoring Hibrid untuk Komunikasi Gut-Neuron” didasarkan pada temuan pertama: para peneliti mengembangkan platform pengukuran serotonin lebih lanjut sehingga dapat menilai efek neurologis serotonin. Dengan menambahkan dan mengintegrasikan model saraf lobster air tawar yang dibedah dengan model lapisan usus, tim menciptakan antarmuka neuron usus yang dapat menilai respons saraf secara elektrofisiologis terhadap serotonin yang terdeteksi secara elektrokimia. Kemajuan ini memungkinkan studi pensinyalan molekuler antara usus dan sel saraf, memungkinkan pemantauan waktu nyata dari kedua jaringan GBA untuk pertama kalinya.

Akhirnya, konsep, desain, dan penggunaan untuk seluruh platform biomonitoring dijelaskan dalam makalah ketiga, “Sistem Transwell Terpadu Sensor Elektrokimia Cetak 3D.” Makalah ini menyelidiki pengembangan rumah cetak 3D, pemeliharaan kultur sel usus lab-on-a-chip yang sehat, dan evaluasi dua jenis sensor yang terintegrasi pada membran kultur sel. Sensor ganda sangat penting karena memberikan umpan balik tentang beberapa komponen sistem – yaitu, bagian yang memodelkan permeabilitas lapisan usus (indikator kuat penyakit) dan pelepasan serotoninnya (ukuran komunikasi dengan sistem saraf). Bersamaan dengan sensor elektrokimia – dievaluasi menggunakan molekul redoks standar ferrocene dimethanol – sensor impedansi digunakan untuk memantau pertumbuhan dan cakupan sel di atas membran. Menggunakan kedua sensor ini akan memungkinkan pemantauan kultur sel usus dalam berbagai kondisi lingkungan dan makanan. Ini juga akan memungkinkan para peneliti untuk mengevaluasi perubahan permeabilitas penghalang (indikator kuat penyakit), dan pelepasan serotonin (ukuran komunikasi dengan sistem saraf).

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Maryland. Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Toto SGP

Author Image
adminProzen