O metodă precisă şi neinvazivă ar putea fi utilizată pentru a modula nivelul apetitului şi pentru a trata bolile metabolice şi neurologice.
O echipă de cercetători de la New York University (NYU), MIT (Massachusetts Institute of Technology) şi spitalul pentru femei Brigham, al doilea cel mai mare spital universitar al facultăţii de medicină Harvard, a dezvoltat în premieră un dispozitiv electroceutic ingerabil pentru neuromodularea axei intestin-creier, calea de semnalizare dintre tractul gastrointestinal şi sistemul nervos central.
„Laboratorul nostru se străduieşte să dezvolte sisteme care vor face mai uşor şi mai accesibil pentru pacienţi să primească terapii", spune autorul corespondent dr. Giovanni Traverso, gastroenterolog în cadrul Diviziei de gastroenterologie, hepatologie şi endoscopie de la Brigham, într-un comunicat de presă.
Capsula ingerabilă reprezintă o metodă neinvazivă şi precisă care ar putea fi utilizată pentru a modula nivelul de foame şi pentru a trata bolile metabolice şi neurologice.
Cercetătorii prezintă procesul de dezvoltare a capsulelor FLASH, cu administrare orală, într-un studiu publicat miercuri, în revista Science Robotics.
Capsula FLASH utilizează electrozi pe suprafaţa sa pentru a furniza stimulare electrică la nivelul ţesutului mucoasei stomacale.
Axa intestin-encefalică reglează mai multe funcţii fiziologice, inclusiv alimentaţia şi comportamentul emoţional.
Metodele farmaceutice şi chirurgicale existente pentru a modula această axă, inclusiv implantarea de electrozi prin intervenţie chirurgicală, sunt imprecise, invazive şi au fost asociate cu perioade de recuperare semnificative şi riscuri asociate, spun autorii.
Metoda a fost inspirată de pielea care poate absorbi apa a şopârlei diavol cu spini, Moloch horridus, din Australia.
FLASH prezintă un înveliş capsular cu modele canelate care absoarbe fluidele şi o suprafaţă hidrofilă (compatibilă cu apa), ceea ce le permite să ocolească lichidul gastric din stomac şi să realizeze un contact direct electrod-ţesut.
Stimularea electrică gastrică (GES) induce direct eliberarea hormonului grelină, care stimulează foamea, din mucoasa gastrică prin stimulare endoscopică.
S-a demonstrat că ingestia orală a capsulei FLASH modulează semnificativ şi în mod repetat nivelurile hormonului grelină.
Capsulele sunt alimentate de baterii ingerabile, despre care s-a demonstrat că oferă stimulare timp de 20 de minute.
Ele au fost testate pe animale mari şi au fost excretate în termen de două săptămâni de la ingerare.
Medicamentele hormonale actuale au o biodisponibilitate redusă atunci când sunt administrate pe cale orală.
Acesta este motivul pentru care medicamente precum insulina trebuie injectate.
[ot-video][/ot-video]
(Video: Giancarlo Traverso - GT Reel Productions)
Capsula FLASH poate fi administrată pe cale orală pentru a viza în mod specific circuitele neurohormonale gastrice şi pentru a modula nivelurile de hormoni din sânge.
Se anticipează că acest dispozitiv ar putea fi utilizat într-o serie de aplicaţii pentru tratarea tulburărilor metabolice, alimentare, gastrointestinale şi neuropsihiatrice în mod non-invaziv şi cu efecte minime în afara ţintei.
„Electroceutica, sau terapiile de stimulare electrică, sunt următoarea frontieră a neuromodulării", a declarat Khalil Ramadi, profesor asistent de bioinginerie la NYU Tandon şi director al laboratorului pentru neuroinginerie avansată şi medicină translaţională de la NYU Abu Dhabi (NYUAD), care a condus echipa de cercetare.
Profesorul a explicat că FLASH este unul dintre primele electroceutice ingerabile care poate regla circuite neurohormonale precise, evitând în acelaşi timp disconfortul pe care pacienţii îl pot resimţi în cazul tratamentelor invazive.
Potrivit profesorului, viitoarele sisteme electroceutice ingerabile ar putea fi proiectate şi personalizate pentru aplicaţii specifice, dincolo de stimularea gastrică acută pe termen scurt.
(Foto credit: MIT, 2023)
„O pastilă ingerabilă care conţine electronice în loc de substanţe chimice sau medicamente este foarte promiţătoare", adaugă coautorul principal Khalil Ramadi, profesor asistent la universitatea din New York şi afiliat de cercetare la spitalul Brigham.
„Oferă o modalitate de a furniza impulsuri electrice ţintite către celule specifice din intestin, într-un mod care poate regla nivelurile de hormoni neuronali din organism", a precizat el.
În viitor, echipa doreşte să transfere cercetările la oameni şi să exploreze potenţialul de utilizare a acestei abordări în alte părţi ale corpului.
Oamenii de ştiinţă aşteaptă cu nerăbdare să exploreze FLASH şi alte tehnologii similare pentru tulburările alimentare şi afecţiunile metabolice.
