В поисках переключателя, способного вызвать голод

Мэгги Чен

Давайте посмотрим правде в глаза, есть довольно приятно: перекусить горстью хрустящих чипсов или проглотить большую порцию тушеного мяса, а затем лежать на диване в дымке насыщенного удовольствия. Но подумайте о тех, кто постоянно боится еды. Для некоторых прием пищи чрезвычайно болезненный. Когда ваша пищеварительная система не работает должным образом, уже после нескольких укусов может возникнуть тошнота или рвота. Или плохо переваренная еда может привести к запору, вздутию живота и длительному дискомфорту. Проблемы с пищеварением встречаются гораздо чаще, чем вы думаете: считается, что около 60-70 миллионов человек в Соединенных Штатах страдают той или иной формой желудочно-кишечных заболеваний.

Одним из особенно неприятных состояний является гастропарез, при котором прохождение пищи через желудок резко замедляется. Им страдают чуть менее 2 процентов населения США, и его симптомы могут быть серьезными: снижение аппетита, тошнота и рвота. Большинство пациентов справляются со своим состоянием с помощью той или иной формы диетических ограничений, но в тяжелых случаях необходимы инвазивные методы лечения, включающие зондовое питание, имплантацию устройств или хирургическое вмешательство. «Это действительно нуждающаяся область, для которой не существует высокоэффективных методов лечения», — говорит Сунил Коливад, эндокринолог из Калифорнийского университета в Сан-Франциско.

Исследователи из Массачусетского технологического института работают над лучшим решением. Они разработали крошечную таблетку, которая при проглатывании может посылать электрические импульсы через слизистую оболочку желудка, заставляя все двигаться. В исследовании, недавно опубликованном в журнале Science Robotics, команда показала, что таблетки повышают уровень гормонов, которые повышают аппетит и уменьшают тошноту. Они надеются, что однажды он сможет стать эффективной неинвазивной терапией для тех, кто страдает гастропарезом или другими расстройствами пищевого поведения, по сути являясь временным переключателем, который можно активировать, чтобы стимулировать голод и пищеварение.

Чувство голода и прохождение пищи контролируется набором гормонов и нервов внутри тела, известным как ось кишечник-мозг. «Кишечник занимает второе место по количеству нейронов после мозга», — говорит Халил Рамади, биоинженер из Нью-Йоркского университета и один из соавторов исследования. Когда эта ось кишечник-мозг нарушается, будь то расстройство пищевого поведения или диабет, предполагается, что может возникнуть нечто вроде гастропареза. Чтобы решить проблему с пищеварением, сосредоточьтесь на этой оси.

Вот с чего началась команда. Один из наиболее инвазивных методов лечения тяжелого гастропареза называется электростимуляцией желудка, при которой электроды хирургическим путем имплантируются под кожу живота для генерации электрических импульсов в желудок. Исследования на свиньях показали, что это повышает уровень грелина, гормона, вызывающего голод и уменьшающего тошноту. Джованни Траверсо, инженер-механик Массачусетского технологического института и руководитель исследования, задался вопросом, есть ли какой-нибудь способ сделать терапию менее инвазивной, сведя к минимуму необходимость хирургического вмешательства.

Траверсо, Рамади и их команда решили создать что-то съедобное, которое могло бы имитировать эффекты электростимуляции желудка. Они остановились на капсуле размером в несколько миллиметров, покрытой рядом электродов для генерации электрических импульсов в желудке после проглатывания. Включив в капсулу батарею и таймер, маленькая таблетка будет посылать электрические импульсы в течение заданного периода времени, затем отключаться и проходить через остальную часть пищеварительной системы, в конечном итоге оказываясь в туалете.

Лорен Гуд

Джулиан Чоккатту

Уилл Найт

Поместить что-то электрическое во влажную и липкую среду желудка оказалось непростой задачей. По словам Джеймса Макрея, аспиранта лаборатории Траверсо и еще одного соавтора исследования, электроды должны прикрепляться к слизистой оболочке желудка, чтобы успешно передавать электрические стимулы. Проблема в том, что слизистая оболочка выделяет большое количество жидкости, образуя слой, который обычно препятствует электропроводности.

Новости