aerrepici.org

Teknologi Terkemukau Untuk Nutrisi, dan Metabolisme Dalam Peluang Pencegahan Kanker

Teknologi Terkemukau Untuk Nutrisi, dan Metabolisme Dalam Peluang Pencegahan Kanker – Karena ketersediaan dan kecanggihan teknologi pintar untuk kesehatan (seperti perangkat yang dapat dikenakan, sensor, dan alat mikro-robotik) terus meningkat, perangkat ini dapat terbukti transformatif dalam pencegahan kanker.

Teknologi Terkemukau Untuk Nutrisi, dan Metabolisme Dalam Peluang Pencegahan Kanker

aerrepici – Dua peluang pendanaan Divisi Pencegahan Kanker (DCP) yang sedang berlangsung mempromosikan pembuatan perangkat pintar untuk memeriksa hubungan timbal balik antara nutrisi, mikrobioma usus, dan metabolisme manusia sebagai alat untuk kemajuan dalam penelitian pencegahan kanker. Satu peluang pendanaan DCP (PAR-20-133) berusaha untuk memeriksa interaksi mikrobioma inang diet di sepanjang biogeografi saluran gastrointestinal (GI) menggunakan pil mikro-robot yang dapat dicerna. Yang lainnya (PAR-20-134) berfokus pada pemantauan nutrisi dan metabolitnya secara terus menerus melalui perangkat yang dapat dipakai.

Baca Juga : Problematika Penelitian Dalam Ginekologi dan Kesehatan Wanita Pada Kanker

Mikrobioma usus memainkan peran penting dalam kemampuan sistem kekebalan untuk mengenali dan menghancurkan sel kanker. Sejak lahir, sistem kekebalan yang berkembang terpapar mikroba. Seiring waktu, mikroba ini mendidik sistem kekebalan untuk membedakan patogen berbahaya dari mikroba yang tidak berbahaya atau menguntungkan. Para peneliti telah menemukan bahwa bakteri tertentu dalam mikrobioma usus dapat menyebabkan peradangan dan menekan aktivitas sel-sel kekebalan, memungkinkan sel-sel kanker untuk terbentuk dan tumbuh.

Selain itu, beberapa bakteri usus dapat mempengaruhi respons terhadap imunoterapi dan kemoterapi. Beberapa mikroba dapat memodifikasi aktivitas sel kekebalan, sementara yang lain dapat mengubah efektivitas atau toksisitas obat-obatan tertentu. Bukti juga menunjukkan bahwa peradangan kronis di usus dan mukosa terkait dapat menyebabkan perkembangan kanker terkait Penyakit Radang Usus.

Penjelajah mikrobioma usus seperti pil pintar atau perangkat pintar tertelan lainnya akan memungkinkan pemantauan dan interogasi in situ dan pengambilan sampel jaringan mukosa usus di sepanjang berbagai wilayah saluran GI tanpa mengganggu fisiologi usus normal dan memengaruhi interaksi inang-mikrobiota alami. Ada kekurangan perangkat dan alat non-invasif untuk mempelajari interaksi metabolisme dan molekuler real-time dari mikrobiota makanan-makanan-inang di daerah-daerah GI yang sulit diakses.

Pil pintar memungkinkan peneliti untuk mengumpulkan spesimen mukosa GI atau konten luminal untuk satu kali atau tindakan berulang, sambil memungkinkan studi pensinyalan metabolik secara real-time. Perangkat dapat mengumpulkan sampel mikroba usus dari situs yang saat ini tidak dapat diakses di sepanjang saluran GI tanpa kontaminasi dan berpotensi memberikan kemampuan untuk membiakkannya untuk menginterogasi interaksi mikrobiota inang diet-inang tertentu.

Sensor biokimia fisiologis telah dikembangkan untuk analisis sinyal biokimia, seperti glukosa darah dan elektrolit dari cairan tubuh (keringat, air liur, dan air mata). Namun, glukosa saat ini adalah satu-satunya metabolit yang dapat dipantau terus menerus untuk tujuan klinis dan penelitian menggunakan teknologi pintar. Kemajuan terbaru dalam biosensor mirip kulit (perangkat yang dapat dipakai) untuk pemantauan glukosa darah noninvasif melalui saluran elektrokimia telah menunjukkan harapan untuk pemantauan glukosa secara terus menerus.

Perangkat ini membuka prospek baru untuk memperluas kemampuan penginderaan ke nutrisi atau metabolit di luar glukosa, seperti natrium, kalsium bebas, kolin, trimetilamina, asam amino, asam organik, metabolit mikrobioma, mikronutrien, dan fitonutrien. Selain itu, teknologi multipleks atau tujuan ganda, misalnya, glukosa/Na atau glukosa/insulin, dapat membantu dalam menginterpretasikan pengukuran yang dilakukan, misalnya, apakah suatu hasil mencerminkan perubahan status gizi atau perbedaan pada orang tersebut, seperti apakah mereka kering sekali.

Contoh tugas untuk perangkat pintar yang dapat dicerna mencakup kemampuan untuk:

  1. Pantau dan buat visualisasi pensinyalan metabolik in situ dan interaksi mikrobiota inang di sepanjang saluran GI;
  2. Lakukan alat mikrofluida penangkap laser invasif minimal yang memungkinkan pengambilan sampel sekali atau beberapa kali dari mukosa lambung untuk pengukuran biokimia yang andal;
  3. Memungkinkan pengiriman konstituen makanan ke satu situs atau beberapa lokasi di saluran GI pada manusia;
  4. Memungkinkan interogasi interaksi diet-mikrobiota-inang di sepanjang daerah terpisah dari saluran GI; dan
  5. Memungkinkan pengumpulan sampel mikroba bebas kontaminan dari berbagai daerah saluran GI yang dapat dibudidayakan secara in vitro untuk menginterogasi interaksi diet-mikrobioma.

Contoh perangkat wearable yang sesuai meliputi:

  • Alat untuk memantau beta-hidroksi butirat dan badan keton lainnya yang beredar selama diet tinggi lemak dan rendah karbohidrat;
  • Sensor untuk mengukur penanda sirkulasi fungsi inflamasi dan kekebalan termasuk sitokin secara real time sebagai respons terhadap modifikasi diet; dan
  • Sensor untuk pemantauan terus menerus hormon kecil yang relevan dengan nutrisi atau hormon peptida, seperti insulin dan glukagon, dan kunjungan hormonal lainnya selama intervensi diet.

Melalui peluang pendanaan, Penjelajah Gastrointestinal (GI) dan Mikrobioma: Pengembangan Pil Cerdas atau Perangkat yang Dapat Ditelan untuk Aplikasi Nutrisi, Mikrobioma, dan Penyakit Pencernaan Presisi (Diperlukan Uji Klinis R21/R33, PAR-20-133), tujuannya adalah untuk menghasilkan yang dapat diimplementasikan perangkat/alat untuk penelitian gastroenterologi atau aplikasi klinis lainnya, bersama dengan pemantauan dan pengambilan sampel konten GI dan/atau mukosa untuk memeriksa interaksi diet-inang-mikrobioma untuk penelitian klinis atau aplikasi diagnostik. Roberto Flores, Ph.D., M.S. M.P.H., NCI DCP, dan Padma Maruvada, Ph.D., Institut Nasional Diabetes dan Penyakit Pencernaan dan Ginjal (NIDDK), adalah direktur program untuk PAR.

Sebagai direktur program Metabolisme Nutrisi, Padma Maruvada mengelola portofolio hibah yang menyelidiki peran nutrisi pada berbagai proses biologis di seluruh tubuh, jaringan, dan tingkat sel, dan bagaimana berbagai pengangkut nutrisi dan fungsinya memengaruhi penyerapan nutrisi di saluran pencernaan. Padma Maruvada menjabat sebagai direktur program Obesitas dan Nutrisi Klinis yang mendukung studi klinis yang berfokus pada dampak nutrisi dan komponen makanan, pada kondisi defisiensi nutrisi dan status nutrisi, dan proyek penelitian yang mengeksplorasi kebutuhan nutrisi parenteral dan enteral dari pasien perawatan kritis, dan individu dengan penyakit gastrointestinal.

Program ini juga mendukung hibah terkait obesitas yang menyelidiki bagaimana intervensi diet seperti pengurangan asupan makanan, perubahan komposisi diet dan pola diet memengaruhi regulasi nafsu makan, rasa kenyang dan perjalanan hormonal terkait, peptida lambung, pengeluaran energi, keseimbangan energi, berat badan, dan obesitas. Selain itu, program ini mendukung hibah yang mempelajari dampak aktivitas fisik, dan pendekatan bedah bariatrik pada penambahan berat badan, adipositas, dan obesitas.

Padma Maruvada juga mengelola portofolio hibah yang menggunakan pendekatan omics untuk penelitian nutrisi, dan fokus pada dampak intervensi diet pada fisiologi usus (pengangkut), fungsi penghalang, penginderaan nutrisi di usus dan transmisi sinyal ke organ dan jaringan ekstra-usus, sirkadian perubahan yang mempengaruhi metabolisme zat gizi, interaksi/kompetisi antara berbagai zat gizi dan obat. Juga, relevan dalam portofolio ini adalah proyek yang mengeksplorasi penemuan dan pengembangan biomarker asupan nutrisi, paparan, dan status.

Penelitian mikrobioma dalam portofolio Padma Maruvada berfokus pada dampak intervensi diet pada komposisi mikrobioma, fisiologi usus, fungsi penghalang, sumbu mikrobioma-usus-otak, identifikasi metabolit mikroba, peradangan yang diinduksi mikrobioma, dampak prebiotik dan pati resisten, probiotik dan faktor probiotik yang disekresikan pada komunitas mikroba, dan pengaruh gula ASI dan komponen bioaktif lainnya pada kolonisasi dan pematangan mikroba, fungsi usus dan metabolisme inang, dan intervensi lain yang mengubah mikrobiota dan memengaruhi metabolisme energi, adipositas, dan berat badan.

Selain itu, Padma Maruvada juga terlibat dalam program trans-NIH yang didukung Common Fund. Padma Maruvada menjabat sebagai direktur program untuk program Metabolomik yang berfokus pada peningkatan kapasitas nasional untuk metodologi metabolomik untuk penelitian biomedis. Padma Maruvada mengelola Pusat Penelitian Metabolomik Komprehensif Regional dan Pusat Koordinasi dan Penyimpanan Data untuk program ini.

Padma Maruvada juga menjabat sebagai Direktur Program Transduser Molekuler dari program Aktivitas Fisik yang mendukung pengembangan peta molekuler dari molekul yang dipengaruhi oleh aktivitas fisik pada manusia dan hewan, untuk menyelidiki peran olahraga bagi kesehatan dan penyakit manusia. Padma Maruvada mengelola Situs Analisis Kimia yang didanai untuk melakukan analisis omics dari bio-spesimen yang dikumpulkan dalam program MoTrPAC.

Untuk peluang pendanaan, Pengembangan Wearable Smart Devices for Continuous Monitoring of Circulating Nutrients, Metabolites and Hormones (R21/R33 Clinical Trial Required, PAR-20-134, tujuannya adalah terciptanya perangkat/tools yang dapat terus memantau jangkauan yang lebih luas) nutrisi, metabolit dan/atau sinyal metabolisme untuk memajukan penelitian nutrisi presisi, mikrobioma, dan metabolisme sirkadian Sharon Ross, Ph.D., MPH, NCI DCP, dan Padma Maruvada, Ph.D., NIDDK, adalah direktur program untuk PAR.

Facebooktwitterpinteresttumblr

About: dolly