Roupa íntima inteligente para medir a produção de sulfeto de hidrogênio induzida pela dieta

H₂s é uma molécula de sinalização circulante que desempenha numerosos papéis na fisiologia humana. Os H₂s produzidos exogenamente pela microbiota intestinal influenciam a saúde humana, modulando a biodisponibilidade sistêmica de H₂s de maneira dependente da dieta. Várias linhas de evidência sugerem que a produção de H₂s microbiana excessiva pode estar etiologicamente envolvida em uma ampla gama de doenças, do câncer colorretal à colite ulcerosa. No entanto, a pesquisa sobre os efeitos relevantes para a saúde dos H₂s produzidos por microbialmente tem sido restringida por limitações técnicas.

Gap: As técnicas atuais para medir a produção de H₂s microbianas intestinais são imprecisos, invasivas e têm resolução temporal limitada, dificultando a capacidade de desconvoluir como a produção microbiana de H₂s intestinal afeta a saúde humana e é influenciada por fatores como dieta. O efluente retal gasoso (FLATUS) é um biotececimão ideal, mas inexplorado, para medir a produção de H₂s microbianos intestinais.

Evidências preliminares: Para permitir medições em tempo real da produção de H₂s microbianos intestinais em Flatus, os investigadores estão desenvolvendo um dispositivo vestível chamado "roupas íntimas inteligentes". O dispositivo de roupas íntimas inteligentes é fundamentalmente diferente dos métodos anteriores usados ​​para medir a produção microbiana de H₂s intestinal. O dispositivo de roupa íntima inteligente usa uma matriz de sensores de gás de óxido metálico, juntamente com um sistema de filtragem de várias camadas para medir seletivamente H₂s comparando o sinal de sensores filtrados e não filtrados. A matriz de sensores de roupas íntimas inteligente é aderida à parte externa da roupa íntima de um participante ao longo do períneo. Por meio de validação in vitro e humana, os pesquisadores demonstraram a viabilidade do protótipo V1 de roupas inteligentes para medir a produção de H₂s microbianos intestinais em Flatus e mostraram que o dispositivo possui uma utilidade potencial em estudos de coorte humana como um dispositivo não invasivo.

O objetivo de longo prazo deste estudo é desenvolver um dispositivo de roupas íntimas inteligentes validadas que mede a produção de sulfeto de hidrogênio microbiano em tempo real (H₂S), que responde às mudanças alimentares e capaz de prever os resultados fisiopatológicos.

Os investigadores validarão o dispositivo de protótipo de roupa íntima inteligente usando a modulação dietética estruturada da produção de H₂s.

AIM: Realize um estudo de alimentação controlado randomizado para avaliar a capacidade do dispositivo de roupas íntimas inteligentes de quantificar mudanças induzidas pela dieta na produção de H₂s microbianos intestinais.

Hipótese: Os pesquisadores levantam a hipótese de que o dispositivo de roupa íntima inteligente detectará concentrações mais altas de H₂s em Flatus durante uma alta intervenção alimentar de cisteína em comparação com uma baixa intervenção alimentar de cisteína.

Métodos: Os pesquisadores empregarão um estudo de alimentação cruzada randomizada com dois braços projetados para contrastar a produção de H₂s microbianos intestinais, modulando a cisteína na dieta enquanto controla outros fatores dietéticos (totais de calorias e nutrientes). Os pesquisadores realizaram uma extensa pesquisa de fundo para determinar que a modulação da cisteína na dieta é o meio mais eficaz de produzir um contraste induzido pela dieta na produção de H₂s. Os participantes usarão o dispositivo de roupas íntimas inteligentes durante as intervenções alimentares, permitindo uma avaliação rigorosa da capacidade dos dispositivos de detectar alterações induzidas pela dieta da produção de H₂s microbianos intestinais em Flatus.