ساخت اولین چیپ خوراکی برای کنترل اشتها

محققان اولین دستگاه الکتروسیوتیک قابل بلعیدن را برای کنترل اشتها با مدولاسیون هورمونی ساخته اند

تیمی از محققان دانشگاه NYU ابوظبی (NYUAD)، به رهبری خلیل رمادی، استادیار مهندسی زیستی در دانشگاه نیویورک تاندون و مدیر آزمایشگاه مهندسی عصبی پیشرفته و پزشکی ترجمه در دانشگاه نیویورک ابوظبی، اولین دستگاه الکتروسیوتیکی قابل بلعیدن در نوع خود را برای تعدیل عصبی محور روده-مغز، مسیر سیگنال دهی بین دستگاه گوارش و سیستم عصبی مرکزی، توسعه داده اند.

کپسول بلعیدنی یک روش غیرتهاجمی و دقیق است که می تواند برای تعدیل سطح گرسنگی و درمان بیماری های متابولیک و عصبی مورد استفاده قرار گیرد. این کار با همکاری پروفسور جیووانی تراورسو از MIT، که نویسنده ارشد مشترک این مطالعه است، و جیمز مک‌ری، دانشجوی کارشناسی ارشد MIT، که اولین نویسنده مشترک مقاله منتشر شده در مجله Science Robotics است، ایجاد شد.

سیستم FLASH از الکترودهای روی سطح خود برای انتقال تحریک الکتریکی به بافت مخاطی معده استفاده می کند. محور روده-مغز چندین عملکرد فیزیولوژیکی از جمله تغذیه و رفتار عاطفی را تنظیم می کند. روش‌های دارویی و جراحی موجود برای تعدیل این محور، از جمله کاشت الکترود از طریق جراحی، نادقیق و تهاجمی هستند و با دوره‌های بهبود قابل توجه و خطرات مرتبط همراه بوده‌اند.

با الهام از پوست آب ریز Moloch horridus، مارمولک شیطان خاردار استرالیایی، FLASH دارای یک پوشش کپسول تخلیه کننده مایع با الگوهای شیاردار و یک سطح آبدوست (سازگار با آب) است که به آنها امکان می دهد مایع معده را در معده دور بزنند و به تماس مستقیم الکترود با بافت دست یابند.

تحریک الکتریکی معده (GES) مستقیماً ترشح هورمون گرلین را که باعث تحریک گرسنگی می شود، از مخاط معده از طریق تحریک آندوسکوپی القا می کند. نشان داده شد که مصرف خوراکی کپسول FLASH سطح هورمون گرلین را به طور قابل توجهی و مکرر تعدیل می کند.

در مقاله‌ای با عنوان «کپسول‌های الکتروسیوتیکی الهام‌گرفته، مایع و قابل بلعیدن برای تعدیل هورمون‌های تنظیم گرسنگی» که 26 آوریل منتشر شد، محققان روند توسعه کپسول‌های FLASH قابل بلعیدن را گزارش کردند. انرژی این کپسول ها توسط باتری های قابل تجزیه و جذب تامین می شود که نشان داده شده است که به مدت 20 دقیقه تحریک را انجام می دهند. سپس آن ها مشاهده کردند کپسول ها در عرض دو هفته پس از مصرف در حیوانات بزرگ دفع شد.

داروهای هورمونی کنونی وقتی به صورت خوراکی مصرف می شوند، فراهمی زیستی ضعیفی دارند. به همین دلیل است که باید داروهایی مانند انسولین تزریق شود. FLASH را می توان به صورت خوراکی برای هدف قرار دادن مدارهای عصبی هورمونی معده و تعدیل سطح هورمون در خون مصرف کرد. پیش‌بینی می‌شود که این دستگاه می‌تواند برای طیف وسیعی از کاربردها برای درمان اختلالات متابولیک، تغذیه، گوارشی و عصبی-روانپزشکی به صورت غیر تهاجمی و با حداقل اثرات خارج از هدف مورد استفاده قرار گیرد.

رمادی می‌گوید: روش های الکتروسیوتیکی یا درمان‌های تحریک الکتریکی، به‌عنوان مرز بعدی تعدیل عصبی ظاهر شده‌اند. FLASH یکی از اولین الکتروسیوتیک‌های خوراکی است که می‌تواند مدارهای عصبی هورمونی دقیق را تنظیم کند، در حالی که از ناراحتی‌هایی که بیماران با درمان‌های تهاجمی تجربه می‌کنند خبری نیست.

منبع: Science Robotics

مترجم: سید سپهر ارومیهء