Pesquisadores desenvolveram microesferas de hidrogel ingeríveis minúsculas recheadas com bactérias geneticamente modificadas que brilham ao encontrar sangue no intestino, oferecendo potencialmente uma forma rápida e não invasiva de monitorar doenças intestinais. Em modelos de ratos com colite, os sensores detectaram heme — um componente do sangue — em minutos e produziram sinais mais fortes à medida que a gravidade da doença aumentava.
Doenças gastrointestinais, incluindo câncer colorretal e doença inflamatória intestinal como colite, afetam milhões de pessoas nos EUA e podem causar sangramento intestinal, diarreia e cólicas abdominais. O diagnóstico padrão-ouro atual para muitas condições gastrointestinais inferiores é a colonoscopia, na qual um endoscópio com câmera é inserido no intestino grosso. Apesar de seu valor clínico, a invasividade do procedimento e a preparação intestinal necessária levam alguns pacientes a evitá-lo, de acordo com a American Chemical Society.
Para explorar uma abordagem mais suave, pesquisadores incluindo Ying Zhou, Bang-Ce Ye e Zhen-Ping Zou ajudaram a desenvolver sensores bacterianos que emitem luz ao detectar heme, um componente dos glóbulos vermelhos que sinaliza sangramento intestinal. Versões anteriores desses sensores bacterianos tendiam a se decompor no trato digestivo e eram difíceis de recuperar após passar pelo corpo.
No novo trabalho, relatado em ACS Sensors, a equipe encapsulou suas bactérias projetadas sensíveis ao heme junto com partículas magnéticas dentro de pequenas gotas de alginato de sódio, um agente espessante amplamente usado em alimentos. Esse processo produziu microesferas de hidrogel robustas que podiam viajar pelo trato gastrointestinal. Em testes laboratoriais usando fluidos digestivos simulados, o revestimento de hidrogel protegeu as bactérias enquanto ainda permitia que o heme as alcançasse e ativasse um sinal luminoso.
Os pesquisadores então administraram as microesferas por via oral em modelos de ratos com colite representando atividade da doença de nenhuma a grave. Após as microesferas passarem pelos intestinos dos animais, a equipe recuperou as partículas das fezes usando um ímã. A limpeza e a análise do sinal levaram cerca de 25 minutos. Nesses experimentos, os sensores produziram sinais luminosos mais brilhantes em ratos com colite mais avançada, indicando níveis mais altos de heme, enquanto testes em ratos saudáveis sugeriram que as microesferas eram biocompatíveis e não causavam danos óbvios.
“Essa tecnologia fornece um novo paradigma para detecção rápida e não invasiva de doenças gastrointestinais”, disse Ying Zhou, coautora do estudo, em um comunicado divulgado pela American Chemical Society.
O estudo, intitulado “Magnetic Hydrogel: Enhanced Bacterial Biosensor for Speedy Gut Disease Detection,”, aparece em ACS Sensors (2025; DOI: 10.1021/acssensors.5c01813). De acordo com o relatório da ACS e da ScienceDaily sobre o trabalho, as microesferas bacterianas encapsuladas ainda não foram testadas em humanos, mas os pesquisadores dizem que sensores semelhantes poderiam eventualmente ajudar a diagnosticar doenças gastrointestinais, monitorar respostas dos pacientes ao tratamento e rastrear mudanças na doença ao longo do tempo. Os autores reconhecem financiamento da National Natural Science Foundation of China, do National Key Research and Development Program of China e da China Postdoctoral Science Foundation.
Nesta fase, especialistas enfatizam que os achados são baseados em estudos com animais, e mais pesquisas seriam necessárias para determinar se tais “pílulas” bacterianas poderiam um dia servir como complemento ou alternativa prática a algumas avaliações baseadas em colonoscopia na prática clínica.
