Cuando comes una comida abundante, tu estómago le indica al cerebro que cree una sensación de saciedad, lo que te ayuda a darte cuenta de que es hora de dejar de comer. Un estómago lleno de líquido también puede transmitir estos mensajes, por lo que a menudo se recomienda a las personas que hacen dieta beber un vaso de agua antes de comer. Los ingenieros del MIT han ideado una nueva forma de explotar este fenómeno: consumiendo una cápsula digerible que vibra dentro del estómago. Estas vibraciones activan los mismos receptores de estiramiento que hacen que el estómago se expanda, creando una sensación ilusoria de plenitud.

Los investigadores descubrieron que administrar las pastillas a los animales 20 minutos antes de comer no sólo estimulaba la liberación de hormonas que indican saciedad, sino que también reducía la ingesta de alimentos de los animales en aproximadamente un 40 por ciento. Los científicos todavía tienen mucho que aprender sobre los mecanismos que afectan el peso corporal, pero si más investigaciones demuestran que la tecnología puede usarse de manera segura en humanos, la píldora podría ofrecer una forma mínimamente invasiva de tratar la obesidad, dijeron los investigadores.

"Para las personas que quieren perder peso o controlar su apetito, podría ser realmente interesante tomarlo antes de cada comida porque proporcionaría una opción que minimiza los efectos secundarios que vemos con otros tratamientos farmacológicos", dijo Shriya Srinivasan, Ph.D., 20 años, profesor asistente de bioingeniería en la Universidad de Harvard.

Srinivasan es el autor principal del nuevo estudio, publicado hoy en la revista Science Advances. Giovanni Traverso, profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT y gastroenterólogo en el Brigham and Women's Hospital, es el autor principal del artículo.

saciedad

Cuando el estómago se expande, unas células especiales llamadas mecanorreceptores detectan el estiramiento y envían señales al cerebro a través del nervio vago. Como resultado, el cerebro estimula la producción de insulina y de hormonas como el péptido c, PyY y GLP-1. Todas estas hormonas trabajan juntas para ayudar a las personas a digerir los alimentos, sentirse llenas y dejar de comer. Al mismo tiempo, disminuyen los niveles de grelina, una hormona que promueve el hambre.

Mientras Srinivasan era estudiante de posgrado en el MIT, se interesó en la idea de controlar este proceso estirando artificialmente los mecanorreceptores del estómago a través de vibraciones. Investigaciones anteriores han demostrado que aplicar vibración a un músculo puede crear la percepción de que el músculo se estira más de lo que realmente está.

"Me preguntaba si podríamos activar los receptores de estiramiento en el estómago haciéndolos vibrar para que sintieran que todo el estómago se expande, creando una ilusión de expansión que podría modular las hormonas y los patrones de alimentación", dijo Srinivasan.

Como postdoctorado en el Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT, Srinivasan trabajó en estrecha colaboración con el laboratorio Traverso, que desarrolló muchas formas nuevas de tomar medicamentos orales y dispositivos electrónicos. En el estudio, Srinivasan y un equipo de investigadores, incluido Traverso, diseñaron una cápsula del tamaño de un multivitamínico que incluía un elemento vibratorio. Cuando la píldora, alimentada por una pequeña batería de óxido de plata, llega al estómago, los jugos gástricos ácidos disuelven la membrana que recubre la cápsula, completando el circuito electrónico que activa el motor vibratorio.

En un estudio con animales, los investigadores descubrieron que una vez que la píldora comienza a vibrar, activa mecanorreceptores que envían señales al cerebro estimulando el nervio vago. Los investigadores rastrearon los niveles hormonales durante las vibraciones del dispositivo y descubrieron que reflejaban los patrones de liberación de hormonas después de comer, incluso cuando los animales estaban en ayunas.

Luego, los investigadores probaron los efectos de esta estimulación sobre el apetito de los animales. Descubrieron que cuando la píldora se activó durante unos 20 minutos antes de que los animales recibieran comida, consumieron un promedio de 40 por ciento menos comida que cuando la píldora no estaba activada. Los animales también ganaron peso más lentamente mientras tomaban las pastillas vibratorias.

"Los cambios de comportamiento son impresionantes al utilizar sistemas endógenos en lugar de cualquier tratamiento exógeno. Tenemos el potencial de superar algunos de los desafíos y costos asociados con la administración de fármacos biológicos mediante la modulación del sistema nervioso entérico", afirmó Traverso.

Actualmente, la píldora está diseñada para vibrar durante unos 30 minutos después de entrar en el estómago, pero los investigadores planean explorar la posibilidad de hacer que permanezca en el estómago por más tiempo, donde pueda encenderse y apagarse de forma inalámbrica según sea necesario. En experimentos con animales, la píldora pasó por el tracto digestivo en cuatro o cinco días.

El estudio también encontró que cuando las píldoras estaban en el tracto digestivo de los animales, no mostraban signos de obstrucción, perforación u otros efectos negativos.

una alternativa

Los investigadores dicen que la píldora podría ofrecer una alternativa a los tratamientos actuales para la obesidad. Las intervenciones no médicas, como la dieta y el ejercicio, no siempre son efectivas y muchas de las intervenciones médicas existentes son bastante invasivas y traumáticas. Estas incluyen la cirugía de bypass gástrico y la cirugía con balón gástrico, que ya no se utilizan ampliamente en los Estados Unidos debido a problemas de seguridad.

Medicamentos como los agonistas de GLP-1 también pueden ayudar a perder peso, pero la mayoría requiere inyecciones, lo que para muchas personas es inasequible. Srinivasan dijo que el costo de fabricación de las cápsulas del MIT las hace accesibles a personas que no tienen acceso a opciones de tratamiento más costosas.

"Para muchas personas, algunos de los tratamientos más efectivos para la obesidad son prohibitivamente costosos. A escala, nuestro dispositivo se puede producir a un precio bastante rentable, y estoy interesado en ver cómo esto cambiará la atención y el tratamiento para las personas en entornos de salud de todo el mundo que tal vez no tengan acceso a algunas de las opciones más complejas o costosas disponibles en la actualidad".

Los investigadores ahora planean explorar formas de aumentar la producción de cápsulas para ensayos clínicos en humanos. Estudios como este son importantes para conocer más sobre la seguridad de este dispositivo, así como para determinar el mejor momento para tomar las cápsulas antes de las comidas y con qué frecuencia se deben tomar.

Otros autores del artículo incluyen a Amro Alshareef, Alexandria Hwang, Ceara Byrne, Johannes Kuosmann, Keiko Ishida, Joshua Jenkins, Sabrina Liu, Wiam Abdalla Mohammed Madani, Alison Hayward y Niora Fabian.

La investigación fue financiada por los Institutos Nacionales de Salud, Novo Nordisk, el Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT, una beca científica Schmidt y la Fundación Nacional de Ciencias.