Zusammenfassung: Eine neue Pille namens FLASH wurde entwickelt, um den Appetit ohne Medikamente oder invasive Verfahren zu regulieren.
Die Forscher entwickelten die Pille, um elektrische Impulse an die Magenschleimhaut abzugeben und die mit Hunger verbundenen Darmhormone zu modulieren. In Schweineversuchen wurde gezeigt, dass Antibabypillen die Sekretion des Appetithormons Ghrelin beeinflussen. FLASH kann verschiedene Stoffwechsel- und Essstörungen ohne Medikamente oder Operationen behandeln.
Die Forscher führen nun zusätzliche vorklinische Tests durch und streben an, innerhalb von fünf Jahren mit Studien am Menschen zu beginnen.
Quelle: New Yorker Universität
Eine neue elektrische „Pille“ könnte in der Lage sein, den Appetit der Menschen ohne Medikamente oder invasive medizinische Verfahren zu regulieren, ein vielversprechender Fortschritt bei der Behandlung von Essstörungen und anderen Erkrankungen, die von einer Änderung der Nahrungsaufnahme einer Person profitieren.
Die von einem Forschungsteam der Tandon School of Engineering der New York University und des Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelte Pille mit dem Namen FLASH gibt nach dem Schlucken elektrische Impulse an die Magenschleimhaut ab. Diese gezielte Stimulation veranlasst das Gehirn, die mit Hunger verbundenen Darmhormone zu modulieren.
In einer in Science Robotics veröffentlichten Studie zeigten Forscher, dass sie die Sekretion von Ghrelin – dem Appetithormon – mit FLASH in Schweineversuchen durch orale Verabreichung einer einzigen Pille beeinflussen konnten.
„Der Darm und das Gehirn kommunizieren über einen neuronalen Weg, der als Darm-Hirn-Achse bekannt ist und viele Körperfunktionen reguliert, einschließlich des Essens“, sagte Khalil Ramadi, Assistenzprofessor für Bioengineering an der NYU Tandon und Direktor des Laboratory for Advanced and Translational Neuroengineering . Medizin an der New York University Abu Dhabi. Gray ist der Erstautor und Co-Autor der Studie.
„FLASH ist das erste einnehmbare elektronische Gerät, das nachweislich mit dem Darm interagiert, um Hormone zu modulieren, die die Gehirnaktivität auf der Darm-Hirn-Achse regulieren. Durch die Nutzung des Nervensystems zur Veränderung der Sekretion bestimmter Darmhormone kann FLASH eine Reihe von damit verbundenen Erkrankungen behandeln zum Stoffwechsel und zur Nahrungsaufnahme ohne Medikamente oder Operationen Dies ist ein großer Schritt nach vorn, wie wir mit diesen Krankheiten umgehen, sagte Ramadi.
Ramadi sagte, dass Menschen mit bestimmten Erkrankungen Appetitanreger und Medikamente gegen Übelkeit verwenden, um ihre Nahrungsaufnahme zu erhöhen, aber das kann zu unerwünschten Nebenwirkungen wie Schlaflosigkeit, Müdigkeit, unkontrollierter Gewichtszunahme, Kopfschmerzen und Muskelkrämpfen führen.
Während die elektrische Stimulation des Magen-Darm-Trakts den Appetit steigern kann, erfordert dieser Ansatz normalerweise eine Operation, die mit inhärenten Risiken verbunden ist. Die Wirksamkeit dieser Methode kann eingeschränkt sein, da sich auch Flüssigkeit im Magen und Darm befindet.
Alternative Ansätze wie Tiefenhirnstimulation und Vagusnervstimulation haben sich bei der Regulierung des Appetits als erfolgreich erwiesen, beinhalten aber auch invasive chirurgische Eingriffe.
FLASH, ohne Nebenwirkungen und ohne die Notwendigkeit einer Operation, überwindet die Nachteile dieser traditionellen Methoden zur Steigerung des Appetits. Bemerkenswert ist auch sein Design, da es eine einzigartige Oberfläche hat, die die wasserabsorbierende Haut einer dämonischen Eidechse nachahmt. Diese innovative Eigenschaft schützt die Kapsel vor Abbau und ermöglicht es ihr, in der hochfeuchten Umgebung des Verdauungstrakts effektiv zu arbeiten.
„Flash ist aus mehreren Gründen ein Durchbruch“, sagte Giovanni Traverso, außerordentlicher Professor am Department of Mechanical Engineering am MIT, der mit Gray an der Forschung zusammengearbeitet hat.
Erstens beweist es, dass Pillen keine Medikamente enthalten müssen und stattdessen so konzipiert sein können, dass sie elektrische Impulse abgeben, um die Organfunktion zu regulieren. Im Gegensatz zu Arzneimitteln mit breiter Absorption im Darm können elektrische Impulse so gestaltet werden, dass sie auf bestimmte Zellen und Stellen für eine gezielte Therapie abzielen.
„Die zweite entscheidende Innovation ist das Oberflächendesign. Die Darmschleimhaut ist eine sehr feuchte Umgebung, die beim Versuch, Elektrizität zu leiten, eine Schwierigkeit darstellt. In der Natur finden wir andere Szenarien, in denen Oberflächen mit feinen Mustern Flüssigkeiten öffnen können, was eine starke Energie ermöglicht elektrische Verbindungen im Körper“, sagte er Traverso.
Laut Ramadi zeigen vorläufige Untersuchungen die Wirksamkeit von FLASH bei der Steigerung des Hungers, was es zu einer potenziellen Behandlung von Essstörungen wie Anorexie und vermeidungsbeschränkter Essstörung (ARFID) macht.
Aber durch die Modifizierung der Art und des Ortes der Stimulation kann die Technologie Hormone in die entgegengesetzte Richtung lenken, den allgemeinen Hunger reduzieren und Stoffwechselstörungen wie Fettleibigkeit oder Diabetes heilen. Bei Weiterentwicklung kann es auch neurologische und psychische Erkrankungen wie Depressionen oder Substanzabhängigkeiten behandeln.
Das FLASH-Forschungsteam führt derzeit zusätzliche vorklinische Tests mit dem Ziel durch, innerhalb von 5 Jahren Versuche am Menschen mit einem fortgeschrittenen Prototyp zu starten.
Diese Studie trägt zu Grays Arbeit bei der Entwicklung des Elektrostimulationsfeldes zur Behandlung von Krankheiten bei. Anfang dieses Jahres berichteten er und eine Gruppe von Kollegen über erfolgreiche Experimente mit einer elektromagnetischen „Pille“, die mit einer Technologie ähnlich einem MRT-Gerät ein Fenster in das Verdauungssystem bietet. 2021 präsentierte er seine Arbeit zur elektronischen Aufnahme als TED Fellow.
Gray ist der Erstautor und Co-Autor der in Science Robotics veröffentlichten Forschungsarbeit. Neben Traverso sind weitere MIT-Mitarbeiter an der Forschung beteiligt: James C. McCray, George Selsing, Arnold Su, Rafael Fernandez, Mayla Hickling, Brandon Rios, Sahab Babai, Seokie Min, Declan Gowen, Neil Z-Jona Jia, Aaliyah Aragon, Keiko Ishida, Johannes Kousmanen, Josh Jenkins, Alison Hayward und Ken Camren.
Über diese Neuroscience Research News
Autor: Lea Schmerl
Quelle: New Yorker Universität
Kommunikation: Leah Schmerl – New York University
Bild: Bild gutgeschrieben an Neuroscience News
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„Bioinspirierte, schluckbare Elektrolytkapseln regulieren das hungerregulierende HormonVon Khalil Ramadi et al. Robotik Wissenschaft
eine Zusammenfassung
Bioinspirierte, schluckbare Elektrolytkapseln regulieren das hungerregulierende Hormon
Es ist bekannt, dass die Darm-Hirn-Achse, die über enterische und zentrale neuronale Signale vermittelt wird, eine breite Palette physiologischer Funktionen von der Nahrungsaufnahme bis zum emotionalen Verhalten reguliert.
Verschiedene Medikamente und chirurgische Eingriffe, wie Bewegungsmittel und Adipositaschirurgie, werden verwendet, um diese Achse zu verändern. Diese Ansätze sind jedoch mit Off-Target-Effekten oder Erholungszeiten nach dem Eingriff verbunden und setzen Patienten erheblichen Risiken aus.
Elektrische Stimulation wurde auch verwendet, um zu versuchen, die Achse des Darms sowohl räumlich als auch zeitlich genauer zu modulieren. Die elektrische Stimulation des Gastrointestinaltrakts (GI) erforderte jedoch einen invasiven Eingriff, um eine Elektrode auf serösem Gewebe zu platzieren.
Die Stimulation des Schleimhautgewebes bleibt aufgrund der Anwesenheit von Magen-Darm-Flüssigkeiten schwierig, die die Wirksamkeit der lokalen luminalen Stimulation beeinträchtigen können.
Hier berichten wir über die Entwicklung einer biologisch einnehmbaren Flüssigkeitsabsorptionskapsel zur aktiven Stimulation und Modulation von Hormonen (FLASH), die zu einer schnellen Flüssigkeitsabsorption und lokalen Stimulation von Schleimhautgeweben in der Lage ist, was zu einer systemischen Modulation des gastrointestinalen endogenen Hormons führt.
Inspiration aus Moloch Horridus, Als „dornige Teufelsechse“ mit wässriger Haut haben wir eine Kapseloberfläche entwickelt, die Flüssigkeiten verdrängen kann.
Wir beschreiben Stimulationsparameter zur Modulation verschiedener Magen-Darm-Hormone in einem Schweinemodell und wenden diese Parameter auf ein einnehmbares Kapselsystem an. FLASH kann oral verabreicht werden, um die Hormone des Gastrointestinaltrakts zu modulieren, und wird in Schweinemodellen sicher und ohne Nebenwirkungen ausgeschieden.
Wir gehen davon aus, dass dieses Gerät zur nicht-invasiven Behandlung von metabolischen, gastrointestinalen, neurologischen und psychiatrischen Erkrankungen mit minimalen Off-Target-Effekten eingesetzt werden kann.
