Ingerire il dispositivo prima di un pasto può indurre il cervello a percepire una sensazione di sazietà, generando l’idea di dover interrompere il consumo di cibo
In caso di un pasto abbondante, lo stomaco trasmette segnali capaci di fornire la percezione esatta di pienezza, determinando la fine del pasto.
Anche il liquido all’interno dello stomaco è in grado di inviare questi segnali, il che spiega perché spesso si consiglia di bere un bicchiere d’acqua prima di mangiare per chi segue una dieta dimagrante. L’innovativo approccio degli ingegneri del MIT – Massachusetts Institute of Technology -prevede l’utilizzo di una capsula ingeribile che, attraverso le sue vibrazioni nello stomaco, attiva i recettori di stiramento, medesimi sensori che identificano lo stato di distensione dello stomaco, creando una falsa sensazione di sazietà.
Nella ricerca condotta, si è notato che negli animali somministrati con questa pillola 20 minuti prima del pasto, i ricercatori hanno riscontrato un aumento dei livelli di ormoni sazietà e una diminuzione del 40% nell’assunzione di cibo. Sebbene ci siano ancora molti aspetti da approfondire riguardo ai meccanismi che influenzano il peso corporeo umano, gli scienziati ritengono che questa tecnologia, se ulteriormente sperimentata, potrebbe offrire un’opzione terapeutica minimamente invasiva per trattare l’obesità.
Secondo gli studiosi, questa pillola potrebbe essere somministrata come terapia per chi desidera controllare l’appetito, permettendo di ridurre gli effetti collaterali riscontrati con altri trattamenti farmacologici disponibili.
Lo studio è stato condotto da Shriya Srinivasan PhD, ex studente laureato e postdoc del MIT e ora assistente professore di bioingegneria all’Università di Harvard. L’autore senior dell’articolo è invece Giovanni Traverso, professore associato di ingegneria meccanica al MIT e gastroenterologo al Brigham and Women’s Hospital. La ricerca è stata pubblicata su Science Advances.
Quando il nostro stomaco si allunga, alcuni sensori specifici, chiamati meccanorecettori, entrano in gioco e inviano segnali al cervello tramite il nervo vago. In questo modo, il cervello stimola la produzione di ormoni come l’insulina, il peptide C, Pyy e GLP-1 che, insieme, aiutano a digerire il cibo, a sentirsi sazi e a smettere di mangiare. I livelli di grelina, invece, si riducono, impedendo di sentire la fame.
Durante il suo corso di laurea al MIT, Srinivasan ha sviluppato un’idea innovativa per controllare questo processo, sfruttando le vibrazioni per allungare artificialmente i meccanorecettori che rivestono lo stomaco. Studi precedenti avevano dimostrato che la vibrazione può indurre la sensazione che un muscolo si stia allungando più di quanto effettivamente accade.
Srinivasan ha voluto applicare questa stessa idea allo stomaco: “Mi domandavo se potessimo attivare i recettori di stiramento nello stomaco tramite vibrazione, facendo percepire all’apparato digerente una distensione illusoria che potrebbe modulare gli ormoni coinvolti nel controllo dell’appetito e dei cicli alimentari”.
In qualità di postdoc presso il Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT, Srinivasan ha collaborato strettamente con il laboratorio di Traverso, noto per i suoi innovativi approcci alla somministrazione di farmaci e dispositivi elettronici per via orale. In quest’ottica, Srinivasan, Traverso e un team di ricercatori hanno sviluppato una capsula dalle dimensioni di un normale multivitaminico, dotata di un motore vibrante.
La capsula, alimentata tramite una piccola batteria all’ossido d’argento, rilascia una membrana gelatinosa in presenza di fluidi gastrici acidi, completando il circuito elettronico che attiva il dispositivo.
Nel corso di uno studio condotto su animali da laboratorio, i ricercatori hanno dimostrato che l’attivazione del motore vibrante ha stimolato i meccanorecettori, che a loro volta hanno inviato impulsi nervosi al cervello attraverso la stimolazione del nervo vago. Durante l’esperimento, i ricercatori hanno monitorato i livelli ormonali degli animali durante il periodo di vibrazione del dispositivo, rilevando uno schema di rilascio ormonale simile a quello osservato dopo l’assunzione di cibo, anche nel caso in cui gli animali avessero digiunato.
I ricercatori hanno condotto ulteriori test sulle proprietà della pillola e sui suoi effetti sull’appetito degli animali. I risultati hanno dimostrato che l’attivazione della pillola per soli 20 minuti, prima dell’assunzione del cibo, ha ridotto il consumo alimentare del 40% circa rispetto alla somministrazione non attivata. Inoltre, l’assunzione della pillola vibrante ha permesso agli animali di aumentare di peso in modo più lento durante il periodo di trattamento.
Traverso commenta: “Questo profondo cambiamento comportamentale è ottenuto attraverso la modulazione del sistema nervoso enterico endogeno, evitando così i costi e le sfide legati alla somministrazione di farmaci esterni”.
Attualmente, la pillola è progettata per rimanere nello stomaco per 30 minuti e vibrare, tuttavia si sta lavorando per aumentare la durata della permanenza all’interno dello stomaco, consentendo l’attivazione e la disattivazione in modalità wireless, secondo le necessità del paziente. Secondo gli studi condotti sugli animali, la pillola si dissolve completamente dopo quattro o cinque giorni senza causare ostacoli o effetti collaterali negativi.
In conclusione, questo approccio alternativo nel campo della medicina offre nuove soluzioni e opportunità per il trattamento di malattie senza l’utilizzo di farmaci esterni, ma attraverso la modulazione del nostro stesso sistema nervoso enterico.
Secondo i ricercatori, questa tipologia di pillola potrebbe rappresentare un’alternativa ai metodi attualmente usati per trattare l’obesità. Spesso, gli interventi non medici come l’esercizio fisico non sono sufficienti, mentre quelli medici esistenti, come la chirurgia di bypass gastrico o i palloncini gastrici, sono troppo invasivi e, in alcuni casi, problematici dal punto di vista della sicurezza.
Anche farmaci efficaci come gli agonisti del GLP-1 richiedono l’iniezione e per molte persone non sono opzioni fattibili. Secondo Srinivasan, le capsule prodotte dal MIT potrebbero essere accessibili anche a persone che non possono permettersi trattamenti più costosi.
“Per molte fasce della popolazione, i trattamenti più efficaci contro l’obesità sono troppo costosi. La produzione su larga scala delle nostre capsule potrebbe renderle accessibili a un prezzo conveniente”, spiega. “Mi piacerebbe vedere come questo possa rivoluzionare l’assistenza sanitaria per coloro che non hanno accesso alle opzioni più sofisticate o costose attualmente disponibili nel mondo”.
I ricercatori si pongono l’obiettivo di ampliare la produzione delle capsule al fine di approfondirne il tema attraverso sperimentazioni cliniche condotte su esseri umani. Tale approccio appare come un passo fondamentale al fine di garantire la sicurezza dei dispositivi, oltre a consentire di individuare il momento più opportuno per assumerla – prima di un pasto – e la giusta frequenza di somministrazione. Un percorso di ricerca definito, mirato ad arricchire le nostre conoscenze nel settore.
