En bref
Une capsule optoélectronique ingérable permet une communication bidirectionnelle entre smartphone et bactéries intestinales modifiées, offrant une surveillance en temps réel et une action thérapeutique ciblée pour des troubles gastro-intestinaux.
Introduction
La régulation précise des micro-organismes intestinaux pourrait transformer les diagnostics et traitements des maladies gastro-intestinales. Une équipe de chercheurs chinois propose une solution innovante : une capsule optoélectronique ingérable capable d’interagir avec des bactéries intestinales modifiées, sous contrôle externe. Cette avancée ouvre la voie à une médecine plus personnalisée, fondée sur une interaction directe avec le microbiote.
Protocole de l’étude
Les chercheurs ont mis au point un système intégré associant biotechnologie, électronique et communication sans fil. Ils ont tout d’abord modifié génétiquement une souche probiotique d’Escherichia coli (Nissle 1917) pour lui permettre de détecter un marqueur inflammatoire produit dans l’intestin, notamment le monoxyde d’azote, et d’émettre en réponse un signal lumineux par bioluminescence. Cette souche modifiée a ensuite été administrée par voie orale. En parallèle, les chercheurs ont conçu une capsule optoélectronique ingérable contenant un capteur de lumière, une LED, un microprocesseur et un module de communication sans fil. Une fois dans l’intestin, la capsule détecte la bioluminescence émise par les bactéries, et transmet cette information à un smartphone à l’extérieur du corps. Sur la base de ce signal, l’utilisateur peut envoyer une commande via le smartphone, qui active la LED de la capsule. La lumière ainsi émise déclenche alors, chez les bactéries, la production locale d’un nanobody anti-inflammatoire, ciblant spécifiquement l’inflammation intestinale. Ce protocole a été testé dans un modèle porcin de colite, proche des conditions physiologiques humaines.
Résultats de l’étude
Les résultats montrent que la capsule optoélectronique est capable de détecter avec précision la bioluminescence émise par les bactéries modifiées en réponse à un état inflammatoire. Le signal capté a été transmis sans fil vers un smartphone en dehors du corps de l’animal, permettant une lecture en temps réel de l’activité microbienne. À partir de cette détection, les chercheurs ont ensuite pu activer, à distance, l’émission lumineuse de la capsule. Cette lumière a stimulé une réponse génétique programmée chez les bactéries, déclenchant la production d’un nanobody thérapeutique, libéré localement. Dans le modèle porcin de colite utilisé pour l’expérience, cette approche a permis non seulement de surveiller avec précision l’état inflammatoire, mais aussi de réduire significativement l’inflammation grâce à l’intervention ciblée. L’étude démontre ainsi la faisabilité d’une communication bidirectionnelle entre l’organisme et un système externe, permettant à la fois le diagnostic autonome et l’activation d’un traitement localisé, dans un délai très court.
Conclusion
Cette étude illustre une avancée majeure dans l’interaction directe avec le microbiote intestinal. L’utilisation d’une capsule optoélectronique ingérable, contrôlée via smartphone, pour diagnostiquer et traiter une inflammation constitue un modèle prometteur pour des interventions médicales personnalisées et précises. Elle ouvre des perspectives applicatives en santé numérique, diagnostics intégrés et médecine ciblée.
Source
Zhang, X., Feng, Z., Li, H., Yang, H., Li, L., Zhang, C., … Wang, H. (2025). Ingestible optoelectronic capsules enable bidirectional communication with engineered microbes for controllable therapeutic interventions. Nature Microbiology. https://doi.org/10.1038/s41564-025-02057-w
