Smarta underkläder för att mäta dietinducerad vätesulfidproduktion

H₂S är en cirkulerande signalmolekyl som spelar många roller i mänsklig fysiologi. H₂s som produceras exogent av tarmmikrobiota påverkar människors hälsa genom att modulera systemiska H₂s biotillgänglighet på ett dietberoende sätt. Flera bevislinjer tyder på att överdriven tarmmikrobiell H₂S -produktion kan vara etiologiskt involverade i ett brett spektrum av sjukdomar, från kolorektal cancer till ulcerös kolit. Forskning om de hälsorelevanta effekterna av tarmmikrobiellt producerade H₂ har emellertid begränsats av tekniska begränsningar.

Gap: Aktuella tekniker för att mäta Microbial H₂S -produktion är opriktiga, invasiva och har begränsad temporär upplösning, vilket hindrar förmågan att dekonvolera hur tarmmikrobiell H₂s -produktion både påverkar människors hälsa och påverkas av faktorer som diet. Gaseous rektal avloppsvatten (flatus) är en idealisk men ändå outnyttjad biopecimen för att mäta tarmmikrobiell H₂S -produktion.

Preliminära bevis: För att möjliggöra mätningar i realtid av tarmmikrobiell H₂S -produktion i Flatus utvecklar utredarna en bärbar enhet som kallas "smarta underkläder". Den smarta underkläderanordningen skiljer sig i grunden från tidigare metoder som används för att mäta mikrobiell H₂s -produktion. Den smarta underkläderanordningen använder en rad metalloxidgassensorer i kombination med ett flerskiktsfiltreringssystem för att selektivt mäta H₂s genom att jämföra signalen från filtrerade och ofiltrerade sensorer. Den smarta underklädersensoruppsättningen följs på utsidan av en deltagares underkläder intill Perineum. Genom in vitro och mänsklig bärande validering har utredarna visat genomförbarheten av den smarta underkläder V1-prototypen för att mäta tarmmikrobiell H₂S-produktion i flatus och har visat att enheten har potentiell användbarhet i mänskliga kohortstudier som en icke-invasiv anordning.

Det långsiktiga målet med denna studie är att utveckla en validerad smart underkläderanordning som mäter produktion i realtid tarmmikrobiell vätesulfid (H₂S) som svarar på dietförändringar och kan förutsäga patofysiologiska resultat.

Utredarna kommer att validera den smarta underkläderprototypenheten med hjälp av strukturerad dietmodulering av H₂s -produktionen.

Syfte: Genomför en randomiserad kontrollerad utfodringsförsök för att utvärdera förmågan hos den smarta underkläderanordningen att kvantifiera dietinducerade förändringar i tarmmikrobiell H₂S-produktion.

Hypotes: Utredarna antar att den smarta underkläderanordningen kommer att upptäcka högre H₂S -koncentrationer i flatus under en hög cystein dietintervention jämfört med en låg cystein dietintervention.

Metoder: Utredarna kommer att använda en randomiserad övergångsstudie med två armar utformade för att kontrastera tarmmikrobiell H₂S -produktion genom att modulera dietcystein medan man kontrollerar andra dietfaktorer (totala kalorier och näringsämnen). Utredarna har genomfört omfattande bakgrundsundersökningar för att bestämma att modulering av dietcystein är det mest effektiva sättet att producera en dietinducerad kontrast i H₂S-produktionen. Deltagarna kommer att bära den smarta underkläderanordningen under kostinterventionerna som möjliggör en rigorös utvärdering av enhetens förmåga att upptäcka dietinducerade förändringar av tarmmikrobiell H₂S-produktion i flatus.