Jóllakottság-érzést keltő tabletta

A Science Advances folyóiratban december 22-én jelent meg a Massachusetts Institute of Technology (MIT) kutatóinak cikke, amelyben egy vibráló tablettával mesterséges jóllakottság-érzetet sikerült elérni a gyomor mechanoreceptorainak stimulálásával, ez az eljárás pedig igen hasznosnak tűnik obezitás, elhízás kezelésében.

Amikor valaki tekintélyes adagnyi ételt fogyaszt, a gyomor teltségérzetet keltő jeleket küld az agynak – ez segít annak felismerésében, hogy ideje abbahagyni az evést. Nem csak az étellel, hanem a folyadékkal teli gyomor is küldhet ilyen üzeneteket, ezért a fogyókúrázóknak gyakran tanácsolják, hogy evés előtt igyanak meg egy pohár vizet. Az MIT mérnökei most egy új módszert találtak ki ennek a jelenségnek a kihasználására: egy olyan lenyelhető kapszulát terveztek, amely a gyomorban rezgő mozgást végez. Ezek a rezgések ugyanazokat a feszülést érzékelő receptorokat aktiválják, amelyek nagy adag étel elfogyasztásakor a gyomor kitágulását figyelik, így a teltség illuzórikus érzetét keltik.

Azoknál az állatoknál, akiknél 20 perccel evés előtt adták be ezt a tablettát, a kutatók azt találták, hogy a kezelés nemcsak a jóllakottságot jelző hormonok felszabadulását serkentette, hanem mintegy 40%-kal csökkentette a táplálékfelvételt. A kutatók szerint biztos, hogy még sokat kell vizsgálni az emberi testsúlyt befolyásoló mechanizmusokat, de ha a további kutatások azt mutatják, hogy ez a technológia biztonságosan alkalmazható embereknél, akkor az ilyen tabletták egy minimálisan invazív, farmakológiai mellékhatásoktól mentes módszert kínálhatnak az elhízás kezelésére vagy megelőzésére.

Mesterséges teltségérzet

Amikor a gyomor kitágul, a mechanoreceptoroknak nevezett speciális sejtek érzékelik ezt a megnyúlást, és a bolygóidegen (nervus vagus) keresztül jeleket küldenek az agyba. Ennek eredményeképpen az agy serkenti az inzulin, valamint az olyan hormonok termelését, mint a C-peptid, a Pyy és a GLP-1. Mindezek a hormonok együttesen segítenek megemészteni az ételt, jóllakottságérzetet keltenek, ami az evést abbahagyására serkent. Ezzel egyidejűleg csökken a ghrelin, az éhségérzetet fokozó hormon szintje.

Az MIT végzős hallgatójaként a fejlesztést vezető Shriya Srinivasan érdeklődését az az elképzelés keltette fel, hogy ezt a folyamatot rezgéssel, a gyomorban található mechanoreceptorok mesterséges stimulációjával lehetne irányítani. Korábbi kutatások kimutatták, hogy az izmokra kifejtett rezgés azt az érzést keltheti, hogy az izom sokkal jobban megnyúlt, mint amekkora extenziót valójában végzett.

“Arra gondoltam, hogy a gyomorban lévő, megnyúlást érzékelő receptorokat rezgéssel aktiválhatnánk, és közvetve azt érzékeltethetnénk velük, hogy az egész gyomor kitágult, ami a teltség, jóllakottság illuzórikus érzetét kelthetné, és ez akár módosíthatná a hormonok termelődését, valamint az étkezési magatartást is” - nyilatkozta Srinivasan.

Ennek érdekében az MIT mérnökeivel együttműködve a kutatócsoport egy rezgő alkatrészt tartalmazó, 3D nyomtatással készült, multivitamin méretű kapszulát tervezett, amelyhez az energiát egy kis ezüst-oxid akkumulátor biztosítja (1,55 V, 80 mAh). A VIBES (Vibrating Ingestible BioElectronic Stimulator) névre keresztelt eszköz igen hasonlít egy tablettára, és amikor a gyomorba kerül, a savas gyomornedvek feloldják a kapszulát borító zselatinos membránt. Ez zárja az áramkört, ami aktiválja a vibráló motort.

Egy összesen 108 sertésen (50-80 kg testsúly között) végzett vizsgálat során a kutatók kimutatták, hogy amint a tabletta rezegni kezd, aktiválja a mechanoreceptorokat, amelyek a bolygóidegideg stimulálásán keresztül jeleket küldenek az agyba. A kutatók mérték az állatok hormonszinteket azokban az időszakokban, amikor az eszköz rezgett, és azt találták, hogy azok tükrözik az étkezést követően megfigyelhető hormonfelszabadulási mintákat, még akkor is, ha az állatok valójában koplaltak.

A kutatók ezután tesztelték, hogy ez az ingerlés milyen hatással van az állatok étvágyára. Azt találták, hogy amikor a tablettát körülbelül 20 percre aktiválták, mielőtt az állatoknak ételt kínáltak volna, átlagosan 40 százalékkal kevesebbet fogyasztottak, mint amikor a tabletta nem volt aktiválva. Az állatok lassabb testsúlygyarapodást mutattak azokban az időszakokban, amikor a vibráló tablettával kezelték őket.

A tabletta jelenlegi változatát úgy tervezték, hogy a gyomorba érkezés után körülbelül 30 percig rezegjen, de a kutatók azt tervezik, hogy megvizsgálják annak lehetőségét, hogy úgy alakítsák át, hogy hosszabb ideig maradjon a gyomorban, ahol szükség szerint vezeték nélkül be- és kikapcsolható lenne. Az állatkísérletek során a tabletták négy-öt napon belül átjutottak az emésztőrendszeren. A tanulmány azt is megállapította, hogy amíg a tabletta áthaladt az emésztőrendszeren, az állatok nem mutatták elzáródás, perforáció vagy más negatív következmények jeleit.

Az obezitás kezelésének és prevenciójának alternatív megközelítése

A kutatók szerint ez a fajta tabletta alternatívát kínálhat az elhízás prevenciójának és kezelésének jelenlegi megközelítéseivel szemben. Az olyan életmód-változtatással járó beavatkozások, mint a diéta és a testmozgás nem mindig bizonyulnak hatásosnak, és a meglévő orvosi beavatkozások közül több is meglehetősen invazív (ide tartoznak a gyomor bypass műtétek, valamint a különböző gyomor ballonok, amelyeket biztonsági aggályok miatt már nem használnak széles körben az Egyesült Államokban). A probléma nagyságrendjét jól érzékelteti az az adat, hogy jelenleg az USA felnőtt lakosságának 42%-a számít elhízottnak, ami a cukorbetegség, magas várnyomás, daganatos megbetegedések és szívbetegségek előszobája.

Az olyan gyógyszerek, mint a GLP-1 agonisták szintén segíthetik a fogyást, de a legtöbbjüket injekcióban kell beadni, és sokak számára megfizethetetlenek. Srinivasan szerint az MIT kapszulákat olyan áron lehetne előállítani, hogy azok számára is elérhetővé váljanak, akik nem férnek hozzá a drágább kezelési lehetőségekhez. A minimálisan invazív bariátriai műtétek (laparoszkópos eljárások, Roux-en-Y gyomor bypass, Omega loop bypass, SASI-bypass) is életmódváltást igényelnek a műtét előtt és után, áruk pedig 7400 és 34 ezer dollár között változik, ami túlságosan költséges ahhoz, hogy széles körben alkalmazhatók legyenek.

A kutatók most azt tervezik, hogy egyrészt megvizsgálják, hogyan lehetne a kapszulák gyártását felskálázni, ami még olcsóbbá tehetné az előállítást, másrészt humán klinikai vizsgálatot is szeretnének indítani. Ezek a vizsgálati eredmények fontosak lennének ahhoz, hogy többet tudjunk meg az eszközök biztonságosságáról, valamint annak pontosabb meghatározásához, hogy mi lenne a legjobb időpont a kapszula étkezés előtti lenyelésére, illetve milyen gyakran lenne célszerű használni az eszközt. Nem elhanyagolható szempont, hogy a gyártás felskálázását követően az előzetes becslések szerint a VIBES előállítási költsége valahol az egy dollár körüli tartományba esne. A kutatók további elképzeléseiben szerepel egy olyan megoldás is, hogy az egyszer használatos kapszula helyett egy beültethető, vagy a gyomorban maradó rezgő eszközt alkalmaznának, ami elsősorban a krónikus terápiát igénylő, súlyosan elhízott betegek kezelésében lenne jól használható.

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Engineers develop a vibrating, ingestible capsule that might help treat obesity

A vibrating ingestible bioelectronic stimulator modulates gastric stretch receptors for illusory satiety

Irodalmi hivatkozás:

Shriya Srinivasan et al.: A Vibrating Ingestible BioElectronic Stimulator Modulates Gastric Stretch Receptors for Illusory Satiety, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.adj3003.