Studiu: O capsulă ingerabilă, care vibrează, ar putea ajuta la tratarea obezităţii

Atunci când mâncaţi o masă săţioasă, stomacul trimite semnale către creier prin care se creează o senzaţie de saţietate, ceea ce vă ajută să vă daţi seama că este timpul să vă opriţi din mâncat. Un stomac plin de lichide poate trimite, de asemenea, aceste mesaje, motiv pentru care persoanele care ţin dietă sunt adesea sfătuite să bea un pahar de apă înainte de a mânca.

Inginerii de la MIT au găsit acum o nouă modalitate de a profita de acest fenomen, folosind o capsulă ingerabilă care vibrează în interiorul stomacului. Aceste vibraţii activează aceiaşi receptori de întindere care simt când stomacul este dilatat, creând o senzaţie iluzorie de saţietate, potrivit MIT.

La animalele cărora li s-a administrat această capsulă cu 20 de minute înainte de a mânca, cercetătorii au constatat că tratamentul nu numai că a stimulat eliberarea de hormoni care semnalează saţietatea, dar a redus şi consumul de alimente al animalelor cu aproximativ 40%. Oamenii de ştiinţă mai au multe de învăţat despre mecanismele care influenţează greutatea corporală umană, dar dacă cercetările ulterioare sugerează că această tehnologie ar putea fi utilizată în siguranţă la oameni, o astfel de capsulă ar putea oferi o modalitate minim invazivă de a trata obezitatea, spun cercetătorii.

„Pentru cineva care vrea să piardă în greutate sau să-şi controleze pofta de mâncare, ar putea fi luată înainte de fiecare masă”, spune Shriya Srinivasan PhD '20, fostă studentă absolventă şi postdoctorandă la MIT, care acum este profesor asistent de bioinginerie la Harvard University.

„Acest lucru ar putea fi foarte interesant, deoarece ar oferi o opţiune care ar putea minimiza efectele secundare pe care le vedem la celelalte tratamente farmacologice existente”.

Srinivasan este autorul principal al noului studiu, care a apărut vineri în Science Advances. Giovanni Traverso, profesor asociat de inginerie mecanică la MIT şi gastroenterolog la Brigham and Women's Hospital, este autorul principal al lucrării.

Atunci când stomacul se dilată, celulele specializate numite mecanoreceptori simt această întindere şi trimit semnale către creier prin intermediul nervului vag. Ca urmare, creierul stimulează producţia de insulină, precum şi de hormoni precum C-peptidul, Pyy şi GLP-1. Toţi aceşti hormoni lucrează împreună pentru a-i ajuta pe oameni să digere alimentele, să se simtă sătui şi să se oprească din mâncat. În acelaşi timp, nivelurile de grelină, un hormon care favorizează foamea, scad.

În timp ce era student absolvent la MIT, Srinivasan a devenit interesat de ideea de a controla acest proces prin întinderea artificială a mecanoreceptorilor care căptuşesc stomacul, prin vibraţii. Cercetările anterioare au arătat că vibraţiile aplicate unui muşchi pot induce senzaţia că muşchiul s-a întins mai mult decât s-a întins în realitate.

„M-am întrebat dacă am putea activa receptorii de întindere din stomac, vibrându-i şi făcându-i să perceapă că întregul stomac a fost extins, pentru a crea o senzaţie iluzorie de distensie care ar putea modula hormonii şi tiparele alimentare”, spune Srinivasan.

În calitate de postdoctorand în cadrul Institutului Koch pentru Cercetare Integrativă a Cancerului din cadrul MIT, Srinivasan a lucrat îndeaproape cu laboratorul lui Traverso, care a dezvoltat numeroase abordări noi pentru administrarea orală a medicamentelor şi a dispozitivelor electronice. Pentru acest studiu, Srinivasan, Traverso şi o echipă de cercetători au conceput o capsulă de mărimea unei multivitamine, care include un element vibrator. Atunci când pastila, care este alimentată de o mică baterie de oxid de argint, ajunge în stomac, fluidele gastrice acide dizolvă o membrană gelatinoasă care acoperă capsula, completând circuitul electronic care activează motorul vibrator.

Într-un studiu pe animale, cercetătorii au arătat că, odată ce pastila începe să vibreze, aceasta activează mecanoreceptorii, care trimit semnale către creier prin stimularea nervului vag. Cercetătorii au urmărit nivelurile de hormoni în perioadele în care dispozitivul vibra şi au constatat că acestea oglindesc modelele de eliberare a hormonilor observate după o masă, chiar şi atunci când animalele nu au mâncat.

Cercetătorii au testat apoi efectele acestei stimulări asupra poftei de mâncare a animalelor. Ei au constatat că atunci când pilula a fost activată timp de aproximativ 20 de minute, înainte ca animalelor să li se ofere mâncare, acestea au consumat în medie cu 40% mai puţin decât atunci când pilula nu a fost activată. De asemenea, animalele s-au îngrăşat mai lent în perioadele în care au fost tratate cu pilula vibratoare.

„Schimbarea comportamentală este profundă, iar asta folosind sistemul endogen mai degrabă decât orice terapie exogenă. Avem potenţialul de a depăşi unele dintre provocările şi costurile asociate cu administrarea medicamentelor biologice prin modularea sistemului nervos enteric”, spune Traverso.

Versiunea actuală a pilulei este concepută să vibreze timp de aproximativ 30 de minute după ce ajunge în stomac, dar cercetătorii intenţionează să exploreze posibilitatea de a o adapta pentru a rămâne în stomac pentru perioade mai lungi de timp, unde ar putea fi pornită şi oprită fără fir, în funcţie de necesităţi. În studiile pe animale, pastilele au trecut prin tractul digestiv în patru sau cinci zile.

Studiul a constatat, de asemenea, că animalele nu au prezentat niciun semn de obstrucţie, perforare sau alte efecte negative în timp ce pastila se afla în tractul digestiv.

Acest tip de pastilă ar putea oferi o alternativă la abordările actuale de tratare a obezităţii, spun cercetătorii. Intervenţiile nemedicale, cum ar fi exerciţiile de dietă, nu funcţionează întotdeauna, iar multe dintre intervenţiile medicale existente sunt destul de invazive. Printre acestea se numără operaţia de bypass gastric, precum şi baloanele gastrice, care nu mai sunt utilizate pe scară largă în Statele Unite din cauza problemelor de siguranţă.

Medicamente pot, de asemenea, ajuta la pierderea în greutate, dar majoritatea trebuie injectate şi sunt inaccesibile pentru multe persoane. Potrivit lui Srinivasan, capsulele MIT ar putea fi fabricate la un cost care să le facă disponibile pentru persoanele care nu au acces la opţiuni de tratament mai scumpe.

„Pentru o mulţime de populaţii, unele dintre cele mai eficiente terapii pentru obezitate sunt foarte costisitoare. La scară, dispozitivul nostru ar putea fi fabricat la un preţ destul de rentabil”, spune ea.

„Mi-ar plăcea să văd cum acest lucru ar putea transforma îngrijirea şi terapia pentru persoanele din mediile de sănătate globale care s-ar putea să nu aibă acces la unele dintre opţiunile mai sofisticate sau mai scumpe care sunt disponibile în prezent”.

Cercetătorii plănuiesc acum să exploreze modalităţi de a mări producţia capsulelor, ceea ce ar putea permite efectuarea de teste clinice pe oameni. Astfel de studii ar fi importante pentru a afla mai multe despre siguranţa dispozitivelor, precum şi pentru a determina cel mai bun moment pentru a înghiţi capsula înainte de masă şi cât de des ar trebui să fie administrată.

Printre ceilalţi autori ai lucrării se numără Amro Alshareef, Alexandria Hwang, Ceara Byrne, Johannes Kuosmann, Keiko Ishida, Joshua Jenkins, Sabrina Liu, Wiam Abdalla Mohammed Madani, Alison Hayward şi Niora Fabian.

Cercetarea a fost finanţată de National Institutes of Health, Novo Nordisk, Departamentul de Inginerie Mecanică de la MIT, o bursă Schmidt Science Fellowship şi National Science Foundation.