Einnehmbare Kapsel, entwickelt für die Diagnose einer akuten mesenterialen Ischämie

Einnehmbare Kapsel, entwickelt für die Diagnose einer akuten mesenterialen Ischämie

Forscher unter der Leitung von Forschern bei Mass General Brigham und dem Massachusetts Institute of Technology haben eine einnehmbare Kapsel in präklinischen Modellen für die Diagnose einer akuten mesenterialen Ischämie validiert, einer Erkrankung, die durch blockierten oder verminderten Blutfluss zum Darm verursacht wird. Die Forschung ist veröffentlicht in Wissenschaftsrobotik.

Akute mesenteriale Ischämie macht weniger als 1,5 % der Notaufnahmen wegen Bauchschmerzen aus, weist jedoch eine Sterblichkeitsrate von 55 % auf, was teilweise darauf zurückzuführen ist, wie schwierig es sein kann, die Erkrankung frühzeitig zu diagnostizieren.

Akute mesenteriale Ischämie ist eine potenziell tödliche, aber oft unterdiagnostizierte Erkrankung. Die frühen Symptome können häufigen Magen-Darm-Problemen ähneln, und aktuelle Diagnoseverfahren wie bildgebende Verfahren sind invasiv, kostspielig und oft zu langsam, um eine rechtzeitige Behandlung zu ermöglichen. Unser Ziel war es, eine schnellere, sicherere und zugänglichere Möglichkeit zu schaffen, diesen Zustand zu erkennen, bevor es zu dauerhaften Darmschäden kommt.“

Giovanni Traverso, MB, BChir, PhD, MBBCH, leitender Autor, Gastroenterologe in der Abteilung für Gastroenterologie, Hepatologie und Endoskopie, Mass General Brigham Department of Medicine

Die batteriebetriebene, schluckbare Kapsel von Traverso und seinem Team namens FIREFLI (Finding Ischemia via Reflectance of LIght) wurde vom Glühwürmchen inspiriert, das Licht über pH-empfindliche Luciferase aussendet, ein Enzym, das eine lichtemittierende Reaktion namens Biolumineszenz katalysiert. FIREFLI erzeugt Licht nach Aktivierung durch den pH-Wert des Dünndarms. Das emittierte Licht beleuchtet das umliegende Gewebe, wobei ischämisches Gewebe (ohne Sauerstoff und Nährstoffe) eine deutlich geringere Leuchtdichte aufweist. Diese Daten werden dann drahtlos an ein externes Mobilgerät übertragen, was es Ärzten eines Tages ermöglichen könnte, eine akute mesenteriale Ischämie zu diagnostizieren.

In an neun Schweinen durchgeführten Studien identifizierte FIREFLI eine akute mesenteriale Ischämie insgesamt in 90 % der Fälle korrekt. Es war hervorragend bei der korrekten Identifizierung von Tieren mit dieser Erkrankung (98 % Sensitivität), war jedoch etwas weniger effektiv beim Ausschließen von Tieren, bei denen diese Erkrankung nicht vorlag (85 % Spezifität), was zu einigen falsch positiven Ergebnissen führte.

„Diese Arbeit vereint Technik, Biologie und Medizin, um einen unsichtbaren medizinischen Notfall schnell und nichtinvasiv erkennbar zu machen“, sagte Traverso. „Der Ansatz könnte eine schnellere Triage in Notaufnahmen ermöglichen, unnötige invasive Tests bei Patienten reduzieren, deren Bauchbeschwerden nicht durch Ischämie verursacht werden, den Zugang zur diagnostischen Versorgung in Kliniken erweitern, in denen es an fortschrittlicher Bildgebungstechnologie mangelt, und den Grundstein für künftige „intelligente“ Kapseln legen, die Sensorik, drahtlose Kommunikation und sogar gezielte Therapieabgabe kombinieren.“

Quellen: