Vědci z MIT vyvinuli "elektrofarmaceutickou" kapsli stimulující hormon hladu

Vědci z MIT vyvinuli “elektrofarmaceutickou” kapsli stimulující hormon hladu

Datum 29.04.2023

Kapsle, která dodává elektrický proud, může stimulovat uvolňování hormonu ghrelinu. Foto: MIT

Na hormony uvolňované žaludkem, jako je třeba ghrelin označovaný také jako hormón hladu se ve svém výzkumu soustředili vědci z MIT (Massachusetts Institute of Technology). Ti nyní prokázali, že jsou schopni stimulovat endokrinní buňky k produkci právě tohoto ghrelinu pomocí speciální kapsle, která se polyká a do buněk přivádí elektrický proud. Tento přístup by mohl být užitečný také při léčbě nemocí, které zahrnují nevolnost nebo ztrátu chuti k jídlu, jako je kachexie.

Při testech na zvířatech vědci prokázali, že tato “elektrofarmaceutická” kapsle může výrazně zvýšit produkci ghrelinu v žaludku. Domnívají se, že tento přístup by mohl být přizpůsoben i pro elektrickou stimulaci jiných částí trávicího traktu.

“Tato studie pomáhá zavést elektrickou stimulaci pomocí požitých elektrofarmaceutik jako způsob spouštění uvolňování hormonů prostřednictvím trávicího traktu,” říká Giovanni Traverso, docent strojního inženýrství na MIT a hlavní autor studie. “Ukazujeme jeden příklad toho, jak jsme schopni se zapojit do žaludeční sliznice a uvolňovat hormony, a předpokládáme, že by se to dalo využít i na jiných místech trávicího traktu, která jsme zde nezkoumali.”

Střevní nervový systém řídí všechny aspekty trávení, včetně pohybu potravy trávicím traktem. U některých pacientů s gastroparézou (porucha vyprazdňování žaludku), poruchou žaludečních nervů, která vede k velmi pomalému pohybu potravy, se projevilo symptomatické zlepšení po elektrické stimulaci generované zařízením podobným kardiostimulátoru, které lze chirurgicky implantovat do žaludku.

Tým z MIT vyslovil hypotézu, že elektrická stimulace žaludku může vést k uvolňování ghrelinu, který je známý tím, že podporuje pocit hladu a snižuje pocity nevolnosti. K ověření této hypotézy použili vědci elektrickou sondu, která prováděla elektrickou stimulaci v žaludcích zvířat. Zjistili, že po 20 minutách stimulace se hladina ghrelinu v krevním řečišti výrazně zvýšila. Zjistili také, že elektrická stimulace nevedla k žádnému výraznému zánětu ani jiným nežádoucím účinkům.

Jakmile vědci zjistili, že elektrická stimulace vyvolává uvolňování ghrelinu, rozhodli se zjistit, zda by mohli dosáhnout téhož pomocí zařízení, které by se dalo spolknout a dočasně pobývat v žaludku. Jedním z hlavních problémů při konstrukci takového zařízení je zajistit, aby se elektrody na kapsli mohly dostat do kontaktu se žaludeční tkání, která je pokryta tekutinou.

Aby vytvořili sušší povrch, s nímž mohou elektrody interagovat, opatřili vědci svou kapsli drážkovaným povrchem, který odvádí tekutinu od elektrod. Povrch kapsle tvoří drážky s hydrofilním povrchem. Tyto drážky fungují jako kanálky, které odvádějí tekutinu od žaludeční tkáně. Uvnitř zařízení je elektronika napájená baterií, která vyrábí elektrický proud, jenž protéká elektrodami na povrchu kapsle.

V prototypu použitém v této studii proud teče nepřetržitě, ale budoucí verze by podle vědců mohly být navrženy tak, aby bylo možné proud bezdrátově zapínat a vypínat. Vědci testovali kapsle tak, že je podávali do žaludku velkých zvířat, a poté zjišťovali, jak kapsle způsobuje vzestup hladiny ghrelinu v krevním řečišti.

Na financování výzkumu se podílelo mnoho amerických institucí a univerzit.

Milan Matějíček
zdroj: MIT