Inginerii Massachusetts Institute of Technology (MIT) dezvoltă o capsulă care vibrează și care ar putea ajuta la tratarea obezității.
Înghițirea dispozitivului înainte de masă ar putea crea o senzație de sațietate, păcălind creierul să creadă că este timpul să se oprească din mâncat.
Atunci când mâncați o masă sățioasă, stomacul trimite semnale către creier prin care se creează o senzație de sațietate, ceea ce vă ajută să vă dați seama că este timpul să vă opriți din mâncat. Un stomac plin de lichide poate trimite, de asemenea, aceste mesaje, motiv pentru care persoanele care țin 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 vibrații activează aceiași receptori de întindere care simt când stomacul este dilatat, creând o senzație iluzorie de sațietate, 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 sațietatea, dar a redus și consumul de alimente cu aproximativ 40%.
Oamenii de știință mai au multe de învățat despre mecanismele care influențează greutatea corporală umană, dar dacă cercetările ulterioare sugerează că această tehnologie ar putea fi utilizată în siguranță 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-și controleze pofta de mâncare, ar putea fi luată înainte de fiecare masă”, spune Shriya Srinivasan, postdoctorandă la MIT, care acum este profesor asistent de bioinginerie la Harvard.
„Acest lucru ar putea fi foarte interesant, deoarece ar oferi o opțiune 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 și gastroenterolog la Brigham and Women's Hospital, este autorul principal al lucrării.
Atunci când stomacul se dilată, celulele specializate numite mecanoreceptori simt această întindere și trimit semnale către creier prin intermediul nervului vag.
Ca urmare, creierul stimulează producția de insulină, precum și de hormoni precum C-peptidul, Pyy și GLP-1. Toți acești hormoni lucrează împreună pentru a-i ajuta pe oameni să digere alimentele, să se simtă sătui și să se oprească din mâncat. În același timp, nivelurile de grelină, un hormon care favorizează foamea, scad.
În timp ce era student absolvent la MIT, Srinivasan a devenit interesată de ideea de a controla acest proces prin întinderea artificială a mecanoreceptorilor care căptușesc stomacul, prin vibrații.
Cercetările anterioare au arătat că vibrațiile aplicate unui mușchi pot induce senzația că mușchiul 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 și făcându-i să perceapă că întregul stomac a fost extins, pentru a crea o senzație iluzorie de distensie care ar putea modula hormonii și 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 și a dispozitivelor electronice.
Cum funcţionează la animale
Pentru acest studiu, Srinivasan, Traverso și 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 și au constatat că acestea oglindesc modelele de eliberare a hormonilor observate după o masă, chiar și 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 puțin decât atunci când pilula nu a fost activată.
De asemenea, animalele s-au îngrășat mai lent în perioadele în care au fost tratate cu pilula vibratoare.
„Schimbarea comportamentală este profundă (...) Avem potențialul de a depăși unele dintre provocările și 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 intenționează să exploreze posibilitatea de a o adapta pentru a rămâne în stomac pentru perioade mai lungi de timp, unde ar putea fi pornită și oprită fără fir, în funcție de necesități. 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 obstrucție, perforare sau alte efecte negative în timp ce pastila se afla în tractul digestiv.
Capsulele MIT ar putea fi accesibile pentru oricine
Acest tip de pastilă ar putea oferi o alternativă la abordările actuale de tratare a obezității, spun cercetătorii.
Intervențiile nemedicale, cum ar fi exercițiile sau dieta, nu funcționează întotdeauna, iar multe dintre intervențiile medicale existente sunt destul de invazive. Printre acestea se numără operația de bypass gastric, precum și baloanele gastrice, care nu mai sunt utilizate pe scară largă în Statele Unite din cauza problemelor de siguranță.
Medicamentele pot, de asemenea, ajuta la pierderea în greutate, dar majoritatea trebuie injectate și 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 opțiuni de tratament mai scumpe.
„Pentru o mulțime de populații, unele dintre cele mai eficiente terapii pentru obezitate sunt foarte costisitoare. Dispozitivul nostru ar putea fi fabricat la un preț destul de rentabil”, spune ea.
Cercetătorii plănuiesc acum să exploreze modalități de a mări producția capsulelor, ceea ce ar putea permite efectuarea de teste clinice pe oameni.
Astfel de studii ar fi importante pentru a afla mai multe despre siguranța dispozitivelor, precum și pentru a determina cel mai bun moment pentru a înghiți capsula înainte de masă și cât de des ar trebui să fie administrată.
Cercetarea a fost finanțată de National Institutes of Health, Novo Nordisk, Departamentul de Inginerie Mecanică de la MIT, o bursă Schmidt Science Fellowship și National Science Foundation.