Comprimido que estimula eletricamente as células do estômago pode tratar náuseas e falta de apetite

Uma pílula foi usada para estimular eletricamente as células¹ do estômago² em porcos para aumentar os níveis de grelina, um hormônio³ que regula a fome e alivia a náusea⁴. Se a tecnologia se traduzir em humanos, poderia tratar náuseas⁵, vômitos⁶ e falta de apetite em pessoas com distúrbios alimentares ou em tratamento para câncer⁷. As descobertas foram publicadas na revista Science Robotics.

As intervenções atuais usando estimulação elétrica para aliviar os sintomas⁸ gastrointestinais requerem cirurgias invasivas. Então, Giovanni Traverso, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, e seus colegas projetaram uma cápsula não invasiva do tamanho de uma passa que fornece pequenos ‘choques’.

Dentro da cápsula, uma bateria gera correntes elétricas que viajam ao longo de um fio de ouro enrolado do lado de fora. Ranhuras gravadas na superfície da cápsula afastam o fluido para que o fio possa estimular eletricamente os receptores no tecido⁹ do estômago² que desencadeiam a liberação de grelina. O dispositivo é revestido por um invólucro fino que se dissolve quando chega ao estômago² para garantir que não estimule os tecidos do esôfago¹⁰.

Leia sobre "Entendendo os mecanismos da fome" e "Como funciona o controle do apetite".

Traverso e sua equipe testaram a cápsula em 13 porcos que jejuaram durante a noite e receberam anestesia¹¹. Onze dos animais receberam 20 minutos de estimulação, enquanto os outros dois não receberam estimulação.

Os pesquisadores mediram os níveis sanguíneos de grelina antes e 10 minutos após a estimulação. Eles descobriram que, em média, a grelina aumentou cerca de 40% em porcos que foram estimulados, enquanto a grelina diminuiu cerca de 50% em porcos que não foram.

“Os níveis que vemos são comparáveis aos níveis que esperaríamos para induzir a fome ou suprimir a náusea⁴, mas não avaliamos esses sintomas⁸ em animais”, diz Traverso. “Parte dos próximos passos envolve fazer isso em humanos para entender se a náusea⁴, por exemplo, pode ser tratada com esse sistema”.

Todos os animais excretaram a cápsula em duas semanas – um período de tempo normal para porcos, diz Traverso. Amostras de tecido⁹ coletadas de seus estômagos, duodenos e cólon¹² não mostraram alterações ou sinais¹³ de trauma, sugerindo que a terapia é segura.

“Até onde sei, este é o primeiro dispositivo ingerível que pode fornecer estimulação elétrica gastrointestinal”, diz Stavros Zanos, do Feinstein Institutes for Medical Research, em Nova York. A tecnologia pode ser ajustada para fornecer estimulação elétrica a outros tecidos gastrointestinais, como o cólon¹².

No artigo, os pesquisadores descrevem o desenvolvimento dessas cápsulas eletrocêuticas bioinspiradas e ingeríveis para modulação hormonal reguladora da fome.

Eles contextualizam que o eixo intestino-cérebro¹⁴, que é mediado via sinalização neuro-hormonal entérica e central, é conhecido por regular um amplo conjunto de funções fisiológicas¹⁵, desde a alimentação até o comportamento emocional. Vários medicamentos e intervenções cirúrgicas, como agentes de motilidade e cirurgia bariátrica¹⁶, são usados para modular esse eixo. Tais abordagens, no entanto, estão associadas a efeitos fora do alvo ou tempo de recuperação pós-procedimento e expõem os pacientes a riscos substanciais.

A estimulação elétrica também tem sido usada para tentar modular o eixo intestino-cérebro¹⁴ com maior resolução espacial e temporal. A estimulação elétrica do trato gastrointestinal (GI), no entanto, geralmente requer intervenção invasiva para colocação de eletrodos no tecido⁹ seroso. A estimulação do tecido⁹ mucoso continua sendo um desafio devido à presença de fluido gástrico e intestinal, que pode influenciar a eficácia da estimulação luminal local.

Neste estudo, relata-se o desenvolvimento de uma cápsula de absorção de fluido ingerível bioinspirada para estimulação ativa e modulação hormonal (FLASH) capaz de absorver rapidamente o fluido e estimular localmente o tecido⁹ da mucosa¹⁷, resultando na modulação sistêmica de um hormônio³ GI orexígeno¹⁸.

Inspirando-se no Moloch horridus, o lagarto “diabo-espinhoso” com pele¹⁹ absorvente de água, os pesquisadores desenvolveram uma superfície de cápsula capaz de deslocar o fluido. Caracterizou-se os parâmetros de estimulação para modulação de vários hormônios GI em um modelo suíno e aplicou-se esses parâmetros a um sistema de cápsula ingerível.

A FLASH pode ser administrada por via oral para modular os hormônios gastrointestinais e é excretada com segurança sem efeitos adversos em modelos suínos.

Antecipa-se que este dispositivo pode ser usado para tratar distúrbios metabólicos, gastrointestinais e neuropsiquiátricos de forma não invasiva, com efeitos mínimos fora do alvo.

Veja também sobre "As relações entre intestino e cérebro¹⁴" e "Náuseas⁵ e vômitos⁶".

Fontes:
Science Robotics, Vol. 8, Nº 77, em 26 de abril de 2023.
New Scientist, notícia publicada em 26 de abril de 2023.