化学生物学：不安定な炎症バイオマーカーをin situで検出するための1.4 cm³未満のカプセル

消化管において、一酸化窒素や硫化水素などの一過性の分子は、炎症の重要なシグナルでありメディエーターである。これらの分子は反応性が高く、体内での寿命が極めて短いため、検出が困難である。今回我々は、消化管内でこれらの分子を追跡するために、遺伝的に改変したプロバイオティクスのバイオセンサーと、カスタム設計の光検出器および読み出しチップを一体化した小型デバイスを開発した。我々は、生きたセンサーの分子特異性を利用して、炎症関連分子に反応して発光するよう細菌を遺伝的にコードした。カプセル化された細菌が発する光は、このデバイスに組み込まれた低電力の読み出し電子回路によって、無線信号に変換される。我々は、小動物モデルおよび大動物モデルの消化管におけるin vivoバイオセンサーモニタリングと、摂取と無線通信を可能にする1.4 cm³未満の形状因子への全ての構成要素の統合を実証する。このデバイスにより、炎症性腸疾患などの疾患を現在よりも早期に診断でき、疾患の進行をより正確に追跡できるようになる可能性がある。このデバイスによる短寿命の疾患関連分子の無線検出は、患者と介護者の間のタイムリーなコミュニケーションや、遠隔での個別化医療を支援することもできるだろう。

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