Mutesi intelligenti per misurare la produzione di idrogeno solforato indotto dalla dieta

H₂S è una molecola di segnalazione circolante che svolge numerosi ruoli nella fisiologia umana. Gli H₂ hanno prodotto esogeno dal microbiota intestinale influenza la salute umana modulando la biodisponibilità sistemica di H₂S in modo dipendente dalla dieta. Diverse linee di evidenza suggeriscono che l'eccessiva produzione di H₂S microbici può essere coinvolta eziologicamente in una vasta gamma di malattie, dal carcinoma del colon -retto alla colite ulcerosa. Tuttavia, la ricerca sugli effetti rilevanti per la salute degli H₂s di produzione microbialmente è stata limitata da limiti tecnici.

GAP: le attuali tecniche per la misurazione della produzione di H₂S microbici intestinali sono imprecise, invasive e hanno una risoluzione temporale limitata, ostacolando la capacità di deconvolvere il modo in cui la produzione di H₂S microbica intestinale influisce entrambi sulla salute umana ed è influenzata da fattori come la dieta. L'effluente rettale gassoso (Flatus) è un biospecimen ideale ma non sfruttato per misurare la produzione di H₂s microbici intestinali.

Prove preliminari: per consentire le misurazioni in tempo reale della produzione di H₂S microbici intestinali in Flatus, gli investigatori stanno sviluppando un dispositivo indossabile chiamato "biancheria intima intelligente". Il dispositivo di biancheria intima intelligente è fondamentalmente diverso dai metodi precedenti utilizzati per misurare la produzione di H₂S microbici intestinali. Il dispositivo di biancheria intima intelligente utilizza un array di sensori di gas di ossido di metallo accoppiati con un sistema di filtrazione a multistrato per misurare selettivamente H₂S confrontando il segnale da sensori filtrati e non filtrati. L'array di sensori di biancheria intima intelligente è rispettato all'esterno della biancheria intima di un partecipante adiacente al perineo. Attraverso la validazione in vitro e di indossamento umano, gli investigatori hanno dimostrato la fattibilità del prototipo V1 di biancheria intima intelligente per misurare la produzione di H₂S microbici intestinali in Flatus e hanno dimostrato che il dispositivo ha una potenziale utilità negli studi di coorte umana come dispositivo non invasiva.

L'obiettivo a lungo termine di questo studio è quello di sviluppare un dispositivo di biancheria intima intelligente validata che misura la produzione di idrogeno solforato microbico (H₂S) in tempo reale che risponde ai cambiamenti dietetici e in grado di prevedere gli esiti patofisiologici.

Gli investigatori convalideranno il dispositivo prototipo di biancheria intima intelligente utilizzando la modulazione dietetica strutturata della produzione di H₂S.

Obiettivo: condurre una sperimentazione di alimentazione controllata randomizzata per valutare la capacità del dispositivo di biancheria intima intelligente di quantificare i cambiamenti indotti dalla dieta nella produzione di H₂S microbici intestinali.

Ipotesi: gli investigatori ipotizzano che il dispositivo di biancheria intima intelligente rileverà concentrazioni di H₂S più elevate in Flatus durante un elevato intervento dietetico di cisteina rispetto a un intervento dietetico a basso contenuto di cisteina.

Metodi: gli investigatori impiegheranno una sperimentazione di alimentazione crossover randomizzata con due armi progettate per contrastare la produzione di H₂S microbici modulando la cisteina dietetica controllando altri fattori dietetici (calorie totali e nutrienti). Gli investigatori hanno condotto una vasta ricerca di fondo per determinare che la modulazione della cisteina dietetica è il mezzo più efficace per produrre un contrasto indotto dalla dieta nella produzione di H₂S. I partecipanti indosseranno il dispositivo di biancheria intima intelligente durante gli interventi dietetici che consentono una rigorosa valutazione della capacità dei dispositivi di rilevare alterazioni indotte dalla dieta della produzione di H₂S microbici intestinali in Flatus.