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O sistema FLASH não invasivo, inspirado na pele de lagarto, estimula eletronicamente o principal hormônio da fome.
Os cientistas desenvolveram uma cápsula ingerível chamada FLASH que pode estimular eletronicamente os hormônios reguladores da fome, oferecendo um potencial tratamento para distúrbios gastrointestinais, neuropsiquiátricos e metabólicos.
A natureza é o maior professor. Um lagarto de aparência bizarra com espinhos assustadores cobrindo seu corpo ajudou uma equipe de investigadores do Brigham and Women’s Hospital, um membro fundador do sistema de saúde Mass General Brigham, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts e da Universidade de Nova York, a desenvolver uma cápsula ingerível inovadora que pode modificar a grelina, um hormônio regulador da fome, em porcos. Seus resultados, publicados hoje (26 de abril) na revista Science Robotics, mostraram pela primeira vez que a cápsula eletrônica ingerível de absorção de fluidos para estimulação ativa e modulação hormonal (FLASH) pode ser ingerida para modular os hormônios gastrointestinais por meio da estimulação elétrica do estômago. e excretado com segurança, sem efeitos colaterais. O novo sistema tem aplicações potenciais para o tratamento de certos distúrbios gastrointestinais, neuropsiquiátricos e metabólicos.
“Nosso laboratório se esforça para desenvolver sistemas que tornem mais fácil e acessível para os pacientes receberem terapias”, disse o autor correspondente Giovanni Traverso, MB, BChir, PhD, gastroenterologista da Divisão de Gastroenterologia, Hepatologia e Endoscopia de Brigham. “Este é um estudo de prova de conceito empolgante e uma façanha de pesquisa e engenharia fundamentais que demonstram o potencial dos eletrocêuticos ingeríveis”.
“Uma pílula ingerível que contém eletrônicos em vez de produtos químicos ou drogas é muito promissora”, disse o co-primeiro autor Khalil Ramadi, PhD, professor assistente da Universidade de Nova York e afiliado de pesquisa no Brigham and Women’s Hospital. “Ele fornece uma maneira de fornecer pulsos elétricos direcionados a células específicas no intestino de uma forma que pode regular os níveis de hormônios neurais no corpo”.
A equipe observou anteriormente que pacientes com gastroparesia, um distúrbio que retarda ou interrompe o movimento do alimento do estômago para o intestino delgado, que receberam marca-passos gástricos, que operam por meio de estimulação elétrica, pareciam se sentir melhor de maneira desproporcional às melhorias na motilidade. Isso os levou a investigar se a estimulação elétrica estava induzindo um efeito neuro-hormonal. Eles descobriram que a estimulação elétrica apoiava a produção de grelina, um hormônio associado à regulação da fome e da alimentação. Após uma investigação dos mecanismos subjacentes a isso, a equipe descobriu que a resposta era mediada pelo nervo vago, o nervo mais longo do sistema nervoso autônomo do corpo que conecta o cérebro e o intestino.
Para estimular a liberação desse importante hormônio, a equipe se propôs a criar uma cápsula ingerível, conhecida como eletrocêutico, que emitia sinais eletrônicos e se movia pelo corpo, acabando por ser excretada. Eletrocêuticos são dispositivos que usam sinais elétricos para tratar várias condições. Como há fluido no estômago que pode interferir com um sistema eletrocêutico, os pesquisadores procuraram na natureza maneiras de remover o fluido e permitir que o sistema ainda tenha um bom contato com o tecido do estômago.
É aí que entra o lagarto australiano Moloch horridus, ou “demônio espinhoso”; sua pele absorvente de fluidos permite que ele absorva melhor a água nas regiões áridas onde vive. A equipe imitou esse recurso de pele de lagarto na criação de seu design de cápsula hidrofílica com tratamento de superfície e criou ranhuras dimensionadas para promover a absorção de fluidos, mantendo a capacidade de manter um eletrodo para suportar a estimulação.
Neste estudo, a equipe estimulou endoscopicamente a superfície interna dos estômagos de porcos por vinte minutos e descobriu que a grelina aumentou naqueles com nervos vagos intactos. O ponto de contato entre a cápsula e o tecido estomacal foi analisado por meio de tomografias computadorizadas. O sistema FLASH, que dobra componentes eletrônicos e uma fonte de bateria dentro da cápsula, demonstrou aumentar de forma reprodutível os níveis de grelina em porcos.
A equipe planeja continuar essa pesquisa para aplicação humana translacional e está analisando como a abordagem pode funcionar em outras áreas do corpo. Em seguida, eles planejam investigar como o FLASH e outros eletrocêuticos ingeríveis podem ser usados para tratar distúrbios alimentares e doenças metabólicas.
“Este desenvolvimento oferece muitos novos caminhos para pesquisas sobre as complexas interconexões entre o cérebro e o intestino e para promover o uso de eletrocêuticos como intervenção clínica”, disse o co-primeiro autor James McRae, candidato a PhD no Departamento de Tecnologia do Massachusetts Institute of Technology. Engenharia Mecânica.
“O potencial de modular hormônios usando eletrocêuticos ingeríveis é potencialmente transformador porque não requer novos medicamentos”, disse Traverso. “Em vez disso, funciona junto com nossos sistemas fisiológicos para o benefício da pessoa.”
Publicado em 02/05/2023 00h06
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