Электронная капсула улучшит аппетит при анорексии

Проглатываемая капсула подаёт электрический ток и стимулирует высвобождение грелина — этот гормон пробуждает аппетит. Разработка Массачусетского технологического института (MIT) поможет, например, при анорексии и кахексии, из-за которых больных мучает потеря аппетита или тошнота. Устройство облегчит неприятные и опасные симптомы. Анорексия более известна среди неспециалистов благодаря телевидению — это расстройство пищевого поведения, голодание сверх меры. А кахексия — это также болезненная худоба, но уже из-за хронических заболеваний.

Выделяемые желудком гормоны аппетита вырабатываются эндокринными клетками, то есть частью нервной системы. Именно она контролирует чувство голода, тошноты и сытости. Инженеры MIT показали, что могут стимулировать эндокринные клетки для выработки грелина электротоком из проглоченной капсулы.

Капсулу условно прозвали «электроцевтической», объединив в одном слове и электричество, и фармацевтику, то есть лекарство. Опыты с животными показали, что «электроцевтическая» капсула может значительно повысить выработку грелина в желудке.

Официально капсулу назвали FLASH — это сокращение от Fluid-wicking Active Stimulation and Hormone modulation, то есть «активная стимуляция впитывания жидкости и изменения уровня гормонов».

Капсула FLASH излучает электронные сигналы и перемещается по организму, и в итоге выходит естественным путём.




— Джованни Траверсо, гастроэнтеролог, профессор MIT и старший автор исследования.

Статью о FLASH опубликовали в журнале Science Robotics («Научная робототехника»).

Нервная система кишечника контролирует в пищеварении всё, включая продвижение еды. У некоторых пациентов расстройство желудочных нервов — гастропарез — приводит к слишком медленному перемещению пищи. А после электрической стимуляции устройством вроде кардиостимулятора наблюдалось улучшение.

Врачи предположили, что электрическая стимуляция провоцирует сокращение желудка, помогая продвигать пищу. Однако позже выяснили: да, лечение действительно помогает пациентам, но оно в меньшей степени влияет на моторику. Учёные в MIT выдвинули гипотезу, что электрическая стимуляция желудка может приводить к высвобождению грелина.

Чтобы проверить теорию, исследователи использовали электрический зонд для стимуляции желудков животных. Они обнаружили, что после 20 минут воздействия уровень грелина в крови значительно повысился. Что особенно важно, электрическая стимуляция не приводила к воспалениям или другим побочным эффектам.

Как только учёные убедились, что технология влияет как надо, они решили создать устройство, которое можно проглотить. Одна из основных проблем при разработке — чтобы электроды на капсуле могли соприкасаться с тканями желудка, покрытыми жидкостью. А навёл на идею молох, австралийская ящерица. Этот маленький колючий монстр фактически пьёт кожей. Попавшие на молоха капли воды устремляются по микроскопическим каналам между чешуйками к краям пасти ящерицы.



Чтобы «подсушить» слизистую в месте взаимодействия с капсулой, поверхность FLASH покрыли канавками с гидрофильным покрытием, то есть хорошо впитывающим жидкость.

Электроника внутри устройства работает от батареек, которые выдают ток через электроды на поверхности капсулы. В капсуле-прототипе в конкретном исследовании ток работал постоянно. Но будущие версии можно сконструировать так, чтобы электроток можно было включать и выключать за счёт беспроводной сети.



Исследователи давали капсулу крупным животным и убедились, что FLASH вызвала значительный всплеск уровня грелина в кровотоке.


— Халил Рамади, соавтор научной статьи.

Но для того, чтобы такая электростимуляция сработала, блуждающий нерв, который контролирует пищеварение, должен быть здоров. То есть, вероятно, электрические импульсы передаются в мозг через блуждающий нерв, который затем стимулирует эндокринные клетки в желудке для выработки грелина.

Лаборатория теперь планирует изучить, как новый подход покажет себя в других отделах желудочно-кишечного тракта. Исследователи надеются протестировать устройство на пациентах-людях в течение следующих трёх лет. По словам изобретателей, если на финальном этапе проверок их ждёт успех, такой тип лечения сможет заменить или дополнить некоторые из существующих лекарств от тошноты и для повышения аппетита.