Может ли пероральная вибрационная капсула справиться с ожирением?

Новая вибрирующая капсула, которая сигнализирует о постпрандиальном ощущении сытости, снижает потребление пищи и энергии, а также снижает прибавку в весе в исследованиях на животных, говорят исследователи, которые разрабатывают ее как более доступное средство лечения ожирения.

Капсула, называемая вибрирующим пероральным биоэлектронным стимулятором (VIBES), имеет размер большой поливитаминной таблетки для взрослых и предназначена для проглатывания перед едой. Капсула VIBES стимулирует рецепторы растяжения желудка, которые подают сигналы в мозг через блуждающий нерв и стимулируют чувство сытости.

«Применение биологии механорецепторов может изменить нашу способность помогать пациентам, страдающим от нарушений питания», — пишут Шрия С. Шринивасан, доктор философии из Гарвардского университета, Бостон, Массачусетс, и ее соавторы. Шринивасан, основатель и директор лаборатории биогибридных органов и нейропротезов (BIONIC), возглавил команду, которая разработала и создала прототип капсулы VIBES.

Исследователи сообщили, что на модели свиньи VIBES активировал механорецепторы и запускал рецепторы слизистой оболочки желудка. За 108 приемов пищи свиньи, получавшие VIBES, потребляли почти на 40% меньше пищи по сравнению с контрольной группой, получавшей фиктивную таблетку, без видимой нервной адаптации.

Исследование было опубликовано В сети в Достижения науки.

Сигнализация сытости при лечении ожирения

Кэролайн М. Аповян, доктор медицинских наук, содиректор Центра контроля веса и здоровья Женской больницы Бригама в Бостоне, Массачусетс, не принимавшая участия в исследовании, сказала, что концепция создания иллюзии сытости не нова.

Она была частью команды, которая продемонстрировала значимую с медицинской точки зрения потерю веса за 2 года с помощью хирургически имплантированного устройства, которое периодически блокировало блуждающие нервы возле соединения желудка и пищевода. «Поэтому мы знали о способности подобных вещей вызывать чувство сытости и потерю веса», — сказала она.

Однако Аповиан считал, что такая капсула, как VIBES, столкнется с рядом препятствий, прежде чем она получит широкое применение в клинике, даже если она будет успешно испытана на людях.

Она указала на супервпитывающее гидрогелевое устройство. изобилие (Гелезис), поставляемый в виде трех пероральных капсул, которые расширяются под действием воды в желудке, создавая ощущение сытости. По ее словам, хотя он и одобрен Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA), он широко не используется, поскольку пациентам приходится преодолевать «препятствия», особенно при получении его в аптеке.

Капсула VIBES теоретически была бы приемлема для пациентов, сказал Аповян, но они «подавлены вниманием средств массовой информации» к таким лекарствам, как агонисты рецепторов глюкагоноподобного пептида 1 (GLP-1), которые обещают резкую потерю веса, намного более высокую, чем у пациентов. каких цифр VIBES мог достичь.

Тем не менее, капсула может стать частью арсенала средств для лечения ожирения, с идеей, что ее можно будет комбинировать с «агентом, который будет действовать более централизованно, изменяя заданное значение массы тела», сказала она.

Аллан Гелибтер, доктор философии, профессор кафедры психиатрии Медицинской школы Икана на горе Синай, Нью-Йорк, отметил, что идея капсулы — это «умный, оригинальный подход», но лично он скептически относится к тому, что люди примут их.

«Это самая большая капсула, представленная сегодня на рынке, одобренная FDA для проглатывания», — сказал он, и люди «должны предполагать, что она выйдет через другой конец».

«Я думаю, что так и будет», — добавил Гелибтер, — «но если вы принимаете хотя бы два из них в день, какова гарантия, что один из них не застрянет во время поездки?»

И когда это действительно выйдет наружу, «может быть, это будет видно, а может и нет», но в любом случае «я вижу, что люди волнуются».

Он согласился с Аповяном в том, что появление агонистов GLP-1 сделало ожирение «сложным рынком для конкуренции прямо сейчас», хотя он отметил, что лекарства «действительно имеют побочные эффекты, и не все их переносят».

Подход VIBES

Авторы отметили, что другое одобренное устройство для определения насыщения — внутрижелудочные баллоны — также было разработано для скорейшего насыщения за счет растяжения желудка, но они не приводят к устойчивым изменениям в голоде или пищевом поведении из-за нейронной адаптации к продолжающемуся растяжению.

Более того, некоторые воздушные шары были изъяты из соображений безопасности, в том числе несколько человек погибли.

Команда пришла к выводу, что механизм или устройство, «способное избирательно активировать механорецепторы, будет представлять большую клиническую ценность».

Шринивасан объяснил: «Хотя известно, что вибрация создает проприоцептивные иллюзии в мышцах, насколько нам известно, никто не пробовал делать это на желудке».

«Учитывая мою склонность к физиологии механорецепторов, мне было любопытно посмотреть, можно ли манипулировать рецепторами растяжения в гладких мышцах с помощью механостимуляции».

Команда разработала капсулу, напечатанную на 3D-принтере и предназначенную для перорального приема, состоящую из трех секций, одна из которых позволяет проникать желудочной жидкости для растворения слоя глюкозы. Это приводит к освобождению подпружиненного поршневого штифта, который замыкает цепь активации вибрационного двигателя.

Первоначальные испытания показали, что капсула размером с таблетку тройного нуля вибрировала в среднем 38,3 минуты, что было признано приемлемым, поскольку «еда обычно принимается в течение 20–30 минут, а содержимое желудка подвергается первичному перемешиванию». примерно через час», — написали авторы.

Погружение капсулы в искусственную желудочную жидкость на 24 часа и в искусственную кишечную жидкость на 10 дней при температуре 37°С не привело к изменениям в капсуле; таким образом, он «не повредит желудочно-кишечный тракт, даже если будет находиться в желудке целый день или в кишечнике более недели», пишут авторы.

Тестирование сытости VIBES на свиньях

Чтобы проверить эффективность капсул в качестве потенциального средства лечения ожирения, исследователи обратились к модели йоркширских свиней в возрасте 4-6 месяцев. Их «анатомия желудка аналогична человеческой», пишут авторы, и они широко использовались для оценки биомедицинских устройств.

Исследователи обнаружили, что вибрация капсулы не только вызывает афферентную нервную активацию механорецепторов желудка, чувствительных к вздутию желудка, но также запускает секреторную активность желудка посредством того, что авторы называют «поглаживанием» слизистой оболочки желудка.

Чтобы изучить влияние капсулы на голод и пищевое поведение, они контролировали потребление пищи четырьмя свиньями в каждом из трех условий:

• Без лечения (контроль)
• Лечение с использованием ложной капсулы, прикрепленной через чрескожную эндоскопическую гастростомическую трубку (ПЭГ) (ПЭГ-контроль).
• Лечение с помощью капсулы VIBES, прикрепленной через трубку ПЭГ.

Через 2 недели свиньи, получавшие VIBES, потребляли в среднем 58,1% своего рациона (n = 108 приемов пищи), контрольные свиньи, получавшие ПЭГ, потребляли 84,1% (n = 100 приемов пищи), а контрольная группа потребляла 78,4% (n = 96). питание среди свиней, получающих только ПЭГ.

В среднем на одно животное капсула снижала потребление на 31% (п < 0,001), а энергия, потребляемая за один прием пищи для каждого обработанного животного, была значительно ниже, чем в контрольный период (п < 0,001), без существенной разницы между контрольной группой и группой, получавшей только ПЭГ (п < .1).

В перекрестном эксперименте, где свиньям давали три приема пищи, оставляли их без лечения три приема пищи, а затем обрабатывали еще три раза, выяснилось, что потребление свиней увеличилось на 38% за период отсутствия лечения.

Результаты перекрестного исследования показывают, что капсула «функционирует посредством временной активации блуждающего нерва с незначительной нейронной адаптацией или долгосрочным эффектом», пишет команда.

Прибавка в весе у свиней, получавших VIBES, также была значительно ниже, чем в контрольной и контрольной группах с ПЭГ (п < 0,05).

«В совокупности эти данные позволяют предположить, что таблетка VIBES значительно снижает потребление пищи и замедляет скорость набора веса на модели крупных животных», — написала команда.

Капсула VIBES выходила из организма обработанных свиней в среднем через 4,4 дня по сравнению с 8,3 дня для фиктивной таблетки. Поскольку «свиньям обычно требуется 7-9 дней, чтобы вывести один и тот же корм», отметил Шринивасан, «4 дня на самом деле довольно быстро».

«Мы ожидаем, что у людей это пройдет в те же сроки, что и при обычном приеме пищи», — сказала она, — примерно через 24 часа. Поскольку в исследовании не было выявлено никаких проблем с безопасностью, Шринивасан не ожидал, что возникнет какая-либо серьезная проблема, связанная с наличием в кишечнике нескольких устройств из-за приема одного из них при каждом приеме пищи.

Исследование частично поддерживалось грантами Национальных институтов здравоохранения, Ново Нордиск и факультета машиностроения Массачусетского технологического института, а также поддержкой отдельных авторов в виде стипендии Шмидта и гранта Национального научного фонда Ассоциации компьютерных исследований для проекта CIFellows. .

Шринивасан и два соавтора были соавторами заявки на патент (заявка, поданная Массачусетским технологическим институтом, описывающая обсуждаемые здесь разработки). Другой автор заявил о консультационных отношениях с Novo Nordisk.

Никакие другие соответствующие финансовые отношения не были задекларированы.