Trávicí trakt není jen potrubí na zpracování potravy. Hraje klíčovou roli v imunitě, náladě i produkci hormonů. Vědci už delší dobu vědí, že střeva ovlivňují i mozek – přezdívá se jim „druhý mozek“ – jenže jak tyto signály a biomarkery přesně a bezpečně měřit?

Dosavadní metody jako výtěry, fekální testy nebo invazivní biopsie jsou často nepříjemné, krátkodobé a omezené na jedno místo. Přesná analýza celého trávicího traktu v reálném čase tak byla zatím v nedohlednu.

To se teď mění.

Caltech přichází s PillTrekem – miniaturním laboratorním senzorem v kapsli

Tým inženýrů pod vedením prof. Weie Gao z Kalifornského technologického institutu (Caltech) vytvořil chytrou polykací kapsli jménem PillTrek. Ta v sobě nese kompletní bezdrátový elektrochemický analyzátor, který monitoruje:

• pH (kyselost prostředí),
• teplotu,
• hladinu glukózy,
• neurotransmitery jako serotonin,
• a potenciálně i další látky jako dopamin či bílkoviny.

To vše v zařízení menším než běžná endoskopická kamera – PillTrek měří pouhých 7 × 25 mm.

„Navrhli jsme pilulku jako univerzální platformu pro analýzu přímo ve střevech. Díky elektrochemickému měření dokáže snímat široké spektrum látek,“ říká Gao.

První testy v tělech zvířat: serotonin i cukr v reálném čase

Ve studii publikované v červnu 2025 v prestižním časopise Nature Electronics tým úspěšně otestoval PillTrek ve zvířecích modelech. Kapsle bezdrátově sbírala data o:

• aktuálním pH v různých částech trávicího traktu,
• teplotních změnách,
• změnách hladiny glukózy po jídle,
• a dokonce výkyvech serotoninu, klíčového neurotransmiteru ovlivňujícího náladu.

Výměnné senzory umožňují kapsli upravit podle potřeby – například zaměřit se na hormony, tuky, nebo signály chronického zánětu.

Tým využil i 3D tiskovou technologii k levné výrobě senzorů na plastové podložce – což z kapsle dělá potenciálně dostupné řešení i pro běžnou kliniku.

Menší, chytřejší a bez baterií

Dalším krokem vývoje je zmenšení elektroniky a přechod na bezdrátové dobíjení. Na tom spolupracují vývojáři z Caltechu s elektroinženýrkou Azitou Emami. Cílem je, aby kapsle fungovala co nejdéle bez nutnosti velkých baterií – a přitom byla schopná sbírat data napříč celým trávicím traktem.

„Polykatelné kapsle mají obrovský potenciál při sledování chronických onemocnění. Naší snahou je posunout je z laboratoří do reálné medicíny,“ uvedla Emami.

Co to znamená pro budoucnost zdravotní péče?

Technologie jako PillTrek by mohly:

• zlepšit časnou diagnostiku zánětlivých a metabolických poruch,
• pomoci u psychosomatických onemocnění (např. deprese se střevním původem),
• nahradit invazivní nebo nepřesné testy,
• a otevřít cestu k personalizované medicíně – přizpůsobené biologickému rytmu každého člověka.

Navíc: protože trávicí trakt je jedním z klíčových center pro imunitu a hormonální rovnováhu, může PillTrek přinést nové možnosti i v onkologii, výživě nebo psychologii.