Ingoiare il dispositivo prima di un pasto potrebbe creare un senso di pienezza, inducendo il cervello a pensare che sia ora di smettere di mangiare.
Quando hai finito un pasto abbondante, il tuo stomaco invia segnali al cervello che creano una sensazione di pienezza, che ti aiuta a capire che è ora di smettere di mangiare.
Anche uno stomaco pieno di liquidi può inviare questi messaggi, motivo per cui alle persone a dieta viene spesso consigliato di bere un bicchiere d’acqua prima di mangiare.
Gli ingegneri del MIT hanno ora escogitato un nuovo modo per sfruttare questo fenomeno, utilizzando una capsula ingeribile che vibra all’interno dello stomaco.
Queste vibrazioni attivano gli stessi recettori di stiramento che percepiscono quando lo stomaco è disteso, creando un illusorio senso di pienezza.
Negli animali a cui è stata somministrata questa pillola 20 minuti prima di mangiare, i ricercatori hanno scoperto che questo trattamento non solo ha stimolato il rilascio di ormoni che segnalano la sazietà, ma ha anche ridotto l’assunzione di cibo degli animali di circa il 40%.
Gli scienziati hanno molto da imparare sui meccanismi che influenzano il peso corporeo umano, ma se ulteriori ricerche suggeriscono che questa tecnologia potrebbe essere utilizzata in modo sicuro negli esseri umani, una tale pillola potrebbe offrire un modo minimamente invasivo per trattare l’obesità, dicono i ricercatori.
“Per qualcuno che vuole perdere peso o controllare l’appetito, potrebbe essere assunto prima di ogni pasto”, afferma Shriya Srinivasan, ex studente laureato del MIT e postdoc che ora è assistente professore di bioingegneria all’Università di Harvard.
“Questo potrebbe essere davvero interessante in quanto fornirebbe un’opzione che potrebbe ridurre al minimo gli effetti collaterali che vediamo con gli altri trattamenti farmacologici”.
Srinivasan è l’autore principale del nuovo studio, che appare oggi su Science Advances. Giovanni Traverso, professore associato di ingegneria meccanica al MIT e gastroenterologo al Brigham and Women’s Hospital, è l’autore senior dell’articolo.
Un senso di pienezza
Quando lo stomaco si dilata, le cellule specializzate chiamate meccanorecettori percepiscono l’allungamento e inviano segnali al cervello attraverso il nervo vago.
Di conseguenza, il cervello stimola la produzione di insulina, così come ormoni come il peptide C, Pyy e GLP-1.
Tutti questi ormoni lavorano insieme per aiutare le persone a digerire il cibo, sentirsi sazi e smettere di mangiare.
Allo stesso tempo, i livelli di grelina, un ormone che promuove la fame, diminuiscono.
Mentre era uno studente laureato al MIT, Srinivasan si interessò all’idea di controllare questo processo allungando artificialmente i meccanorecettori che rivestono lo stomaco, attraverso la vibrazione.
Ricerche precedenti avevano dimostrato che la vibrazione applicata a un muscolo può indurre la sensazione che il muscolo si sia allungato più di quanto non abbia in realtà.
“Mi sono chiesta se potessimo attivare i recettori di stiramento nello stomaco facendoli vibrare e facendogli percepire che l’intero stomaco è stato espanso, per creare un senso illusorio di distensione che potrebbe modulare gli ormoni e i modelli alimentari”, dice Srinivasan.
In qualità di postdoc presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT, Srinivasan ha lavorato a stretto contatto con il laboratorio di Traverso, che ha sviluppato molti nuovi approcci alla somministrazione orale di farmaci e dispositivi elettronici.
Per questo studio, Srinivasan, Traverso e un team di ricercatori hanno progettato una capsula delle dimensioni di un multivitaminico, che include un elemento vibrante.
Quando la pillola, alimentata da una piccola batteria all’ossido d’argento, raggiunge lo stomaco, i fluidi gastrici acidi sciolgono una membrana gelatinosa che ricopre la capsula, completando il circuito elettronico che attiva il motore vibrante.
In uno studio sugli animali, i ricercatori hanno dimostrato che una volta che la pillola inizia a vibrare, attiva i meccanorecettori, che inviano segnali al cervello attraverso la stimolazione del nervo vago.
I ricercatori hanno monitorato i livelli ormonali durante i periodi in cui il dispositivo vibrava e hanno scoperto che rispecchiavano i modelli di rilascio ormonale osservati dopo un pasto, anche quando gli animali avevano digiunato.
I ricercatori hanno quindi testato gli effetti di questa stimolazione sull’appetito degli animali. Hanno scoperto che quando la pillola è stata attivata per circa 20 minuti, prima che agli animali venisse offerto il cibo, hanno consumato il 40% in meno, in media, rispetto a quando la pillola non è stata attivata.
Gli animali hanno anche guadagnato peso più lentamente durante i periodi in cui sono stati trattati con la pillola vibrante.
“Il cambiamento comportamentale è profondo, e questo è l’utilizzo del sistema endogeno piuttosto che di qualsiasi terapia esogena. Abbiamo il potenziale per superare alcune delle sfide e dei costi associati alla somministrazione di farmaci biologici modulando il sistema nervoso enterico”, afferma Traverso.
La versione attuale della pillola è progettata per vibrare per circa 30 minuti dopo l’arrivo nello stomaco, ma i ricercatori hanno in programma di esplorare la possibilità di adattarla per rimanere nello stomaco per periodi di tempo più lunghi, dove potrebbe essere accesa e spenta in modalità wireless secondo necessità.
Negli studi sugli animali, le pillole sono passate attraverso il tratto digestivo entro quattro o cinque giorni.
Lo studio ha anche scoperto che gli animali non mostravano alcun segno di ostruzione, perforazione o altri impatti negativi mentre la pillola era nel loro tratto digestivo.
Un approccio alternativo
Questo tipo di pillola potrebbe offrire un’alternativa agli attuali approcci al trattamento dell’obesità, dicono i ricercatori. Gli interventi non medici, come l’esercizio fisico, non sempre funzionano e molti degli interventi medici esistenti sono piuttosto invasivi.
Questi includono la chirurgia di bypass gastrico e i palloncini gastrici, che non sono più ampiamente utilizzati negli Stati Uniti a causa di problemi di sicurezza.
Anche farmaci come gli agonisti del GLP-1 possono aiutare la perdita di peso, ma la maggior parte di essi deve essere iniettata e sono inaccessibili per molte persone.
Secondo Srinivasan, le capsule del MIT potrebbero essere prodotte a un costo che le renderebbe disponibili alle persone che non hanno accesso a opzioni di trattamento più costose.
“Per molte persone alcune delle terapie più efficaci per l’obesità sono molto costose. Su larga scala, il nostro dispositivo potrebbe essere prodotto a un prezzo piuttosto conveniente”, afferma.
“Mi piacerebbe vedere come questo trasformerebbe l’assistenza e la terapia per le persone in contesti sanitari globali che potrebbero non avere accesso ad alcune delle opzioni più sofisticate o costose che sono disponibili oggi”.
I ricercatori hanno ora in programma di esplorare modi per aumentare la produzione delle capsule, che potrebbero consentire studi clinici sugli esseri umani.
Tali studi sarebbero importanti per saperne di più sulla sicurezza dei dispositivi, nonché per determinare il momento migliore per deglutire la capsula prima di un pasto e la frequenza con cui dovrebbe essere somministrata.
Courtesy of Shriya Srinivasan, Giovanni Traverso, MIT News
