Los investigadores han desarrollado microesferas de hidrogel ingeribles diminutas llenas de bacterias modificadas genéticamente que brillan al encontrar sangre en el intestino, ofreciendo potencialmente una forma rápida y no invasiva de monitorear enfermedades intestinales. En modelos de ratones con colitis, los sensores detectaron hemo —un componente de la sangre— en minutos y produjeron señales más fuertes a medida que aumentaba la gravedad de la enfermedad.
Las enfermedades gastrointestinales, incluidas el cáncer colorrectal y la enfermedad inflamatoria intestinal como la colitis, afectan a millones de personas en EE.UU. y pueden causar sangrado intestinal, diarrea y calambres abdominales. El diagnóstico gold-standard actual para muchas afecciones del tracto gastrointestinal inferior es la colonoscopia, en la que se introduce un endoscopio con cámara en el intestino grueso. A pesar de su valor clínico, la invasividad del procedimiento y la preparación intestinal requerida llevan a algunos pacientes a evitarlo, según la American Chemical Society.
Para explorar un enfoque más suave, investigadores como Ying Zhou, Bang-Ce Ye y Zhen-Ping Zou han contribuido a desarrollar sensores bacterianos que emiten luz al detectar hemo, un componente de los glóbulos rojos que indica sangrado intestinal. Versiones anteriores de estos sensores bacterianos tendían a descomponerse en el tracto digestivo y eran difíciles de recuperar después de pasar por el cuerpo.
En el nuevo trabajo, publicado en ACS Sensors, el equipo encapsuló sus bacterias modificadas para detectar hemo junto con partículas magnéticas dentro de pequeñas gotas de alginato de sodio, un agente espesante ampliamente utilizado en alimentos. Este proceso produjo microesferas de hidrogel robustas que podían viajar a través del tracto gastrointestinal. En pruebas de laboratorio con fluidos digestivos simulados, el recubrimiento de hidrogel protegió a las bacterias mientras permitía que el hemo las alcanzara y activara una señal luminosa.
Los investigadores administraron luego las microesferas por vía oral a modelos de ratones con colitis que representaban actividad de la enfermedad desde ninguna hasta severa. Después de que las microesferas pasaran por los intestinos de los animales, el equipo recuperó las partículas de las heces usando un imán. La limpieza y el análisis de señales tomaron aproximadamente 25 minutos. En estos experimentos, los sensores produjeron señales luminosas más brillantes en ratones con colitis más avanzada, indicando niveles más altos de hemo, mientras que las pruebas en ratones sanos sugirieron que las microesferas eran biocompatibles y no causaban daño evidente.
“Esta tecnología proporciona un nuevo paradigma para la detección rápida y no invasiva de enfermedades gastrointestinales”, dijo Ying Zhou, coautora del estudio, en un comunicado de la American Chemical Society.
El estudio, titulado “Magnetic Hydrogel: Enhanced Bacterial Biosensor for Speedy Gut Disease Detection,”, aparece en ACS Sensors (2025; DOI: 10.1021/acssensors.5c01813). Según el informe de ACS y ScienceDaily sobre el trabajo, las microesferas bacterianas encapsuladas aún no se han probado en humanos, pero los investigadores dicen que sensores similares podrían eventualmente ayudar a diagnosticar enfermedades gastrointestinales, monitorear respuestas de pacientes al tratamiento y rastrear cambios en la enfermedad con el tiempo. Los autores reconocen financiamiento de la National Natural Science Foundation of China, el National Key Research and Development Program of China y la China Postdoctoral Science Foundation.
En esta etapa, los expertos enfatizan que los hallazgos se basan en estudios con animales, y se requeriría más investigación para determinar si tales “píldoras” bacterianas podrían algún día servir como complemento o alternativa práctica a algunas evaluaciones basadas en colonoscopia en la práctica clínica.
