این دستاورد نوآورانه، که بر اساس مطالعات جامع و فراونی توسعه یافته است، به ایجاد یک روش بی‌خطر و کم‌تهاجمی برای درمان چاقی امیدوار کرده است. کپسولی که در آزمایشات اولیه بر روی حیوانات تا ۴۰ درصد کاهش در مصرف غذا را نشان داده است.

با توجه به تحقیقات این گروه از مهندسان، قورت دادن این کپسول پیش از وعده‌های غذایی موجب تحریک سنسور‌های کششی معده شده و پیام‌هایی همانند حالتی که در هنگام پری معده به مغز می‌رسند را فرستاده و مصرف‌کننده را به سرعت سیر می‌کند. این روش استفاده‌ی مؤثر از پدیده‌ای است که با نوشیدن آب قبل از غذا در رژیم‌های کاهش وزن به‌کار می‌رود، اما با استفاده از فناوری مورد نظر بیشتر بهینه‌سازی شده است.

شریا سرینیواسان، دانشجوی سابق MIT و استادیار فعلی مهندسی زیستی در دانشگاه هاروارد، که سرپرستی این پروژه تحقیقاتی را بر عهده داشته است، قصد دارد این فناوری را برای استفاده‌ی انسان‌ها بهبود بخشد. مطالعات بیشتری در دست اقدام است تا ایمنی و کارایی این کپسول در افراد تایید شود.

این مطالعه که به تازگی در مجله معتبر Science Advances منتشر شده، نشان می‌دهد که چگونه فناوری‌های پیشرفته می‌توانند به جای رویکردهای دارویی که ممکن است عوارض جانبی داشته باشند، به عنوان یک جایگزین سالم و کم تهاجمی برای کنترل اشتها و کاهش وزن استفاده شوند.

حس سیری کاذب

هنگامی که معده پر می‌شود، سلول‌های تخصصی به نام گیرنده‌های مکانیکی احساس می‌کنند که دچار کشش شده‌اند و سیگنال‌هایی را از طریق عصب واگ(vagus) به مغز ارسال می‌کنند. در نتیجه، مغز تولید انسولین و همچنین هورمون‌هایی مانند پپتید C، Pyy و GLP-۱ را تحریک می‌کند. همه‌ی این هورمون‌ها با هم کار می‌کنند تا به افراد کمک کنند غذای خود را هضم کنند، احساس سیری کنند و از خوردن دست بکشند.

در همان زمان، سطح گرلین(ghrelin) که یک هورمون تحریک کننده گرسنگی است، کاهش می‌یابد.

سرینیواسان زمانی که در MIT دانشجوی کارشناسی ارشد بود، به ایده کنترل این فرآیند با کشش مصنوعی گیرنده‌های مکانیکی که روی معده قرار دارند، از طریق ارتعاش علاقه‌مند شد. تحقیقات قبلی نشان داده بود که ارتعاش اعمال شده بر روی یک عضله می‌تواند این حس را القا کند که عضله بیشتر از آنچه که در حقیقت وجود دارد، کشیده شده است.

وی می‌گوید: من می‌خواستم بدانم آیا می‌توانیم گیرنده‌های کششی معده را با ارتعاش آنها و درک کل معده منبسط شده است، فعال کنیم تا حس کاذبی از پر بودن ایجاد کنیم که می‌تواند هورمون‌ها و الگوهای غذایی را تعدیل کند؟

سرینیواسان برای این مطالعه با گروهی از محققان دیگر، کپسولی به اندازه یک مولتی ویتامین طراحی کردند که شامل یک عنصر ارتعاشی است. هنگامی که این قرص که توسط یک باتری کوچک اکسید نقره کار می‌کند، به معده می‌رسد، مایعات اسیدی معده یک غشای ژلاتینی را که کپسول را می‌پوشاند، حل می‌کنند و مدار الکترونیکی آن را تکمیل می‌کند که در نتیجه موتور ارتعاشی را فعال می‌کند.

پژوهشگران در یک مطالعه بر روی حیوانات نشان دادند که هنگامی که قرص شروع به ارتعاش می‌کند، گیرنده‌های مکانیکی را فعال می‌کند و سیگنال‌هایی را از طریق تحریک عصب واگ به مغز ارسال می‌کند.

محققان سطح هورمون‌ها را در دوره‌هایی که دستگاه در حال ارتعاش بود، ردیابی کردند و دریافتند که آنها الگوهای ترشح هورمونی را که بعد از غذا خوردن مشاهده می‌شود، منعکس می‌کنند، حتی زمانی که حیوانات چیزی نخورده بودند.

برای کاهش وزن بیشتر بخوانید:

پژوهشگران سپس اثرات این تحریک را بر اشتهای حیوانات و کاهش وزن آزمایش کردند. آنها دریافتند که وقتی قرص برای حدود ۲۰ دقیقه فعال می‌شود، قبل از اینکه به حیوانات غذا داده شود، آنها به طور متوسط ۴۰ درصد کمتر از زمانی که قرص فعال نشده بود، غذا می‌خورند. حیوانات همچنین در دوره‌هایی که با قرص ارتعاشی درمان می‌شدند، افزایش وزن‌شان روند کندتری داشت( کاهش وزن). محققان می‌گویند، ما این پتانسیل را داریم که بر برخی از چالش‌ها و هزینه‌های مرتبط با تحویل داروهای بیولوژیک با تعدیل سیستم عصبی روده غلبه کنیم.

نسخه فعلی این قرص کاهش وزن به گونه‌ای طراحی شده است که حدود ۳۰ دقیقه پس از ورود به معده ارتعاش داشته باشد، اما پژوهشگران قصد دارند امکان تطبیق آن را برای ماندن در معده برای مدت زمان طولانی‌تری بررسی کنند، جایی که بتوان آن را در صورت نیاز به صورت بی‌سیم خاموش و روشن کرد.

در مطالعات حیوانی، این کپسول‌ها در عرض چهار یا پنج روز از دستگاه گوارش عبور کردند و خارج شدند.

این مطالعه همچنین نشان داد که حیوانات هیچ نشانه‌ای از انسداد یا سایر اثرات منفی را در زمانی که قرص در دستگاه گوارش آنها بود، نشان ندادند.

کاهش وزن

به گفته پژوهشگران، این نوع قرص می‌تواند جایگزینی برای رویکردهای فعلی در کاهش وزن و درمان چاقی باشد. مداخلات غیرپزشکی مانند ورزش و رژیم همیشه کارساز نیستند و بسیاری از مداخلات پزشکی موجود نسبتاً تهاجمی هستند. این مداخلات شامل جراحی بای‌پس معده و همچنین بالون معده است که به دلیل نگرانی‌های سلامتی، دیگر در ایالات متحده به طور گسترده استفاده نمی‌شود.

داروهایی مانند آگونیست‌های GLP-۱ نیز می‌توانند به کاهش وزن کمک کنند، اما بیشتر آنها باید تزریق شوند و برای بسیاری از افراد مقرون به صرفه نیستند. طبق گفته سرینیواسان، این کپسول‌های ارتعاشی را می‌توان با هزینه‌ای مقرون به صرفه تولید کرد تا در دسترس افرادی قرار گیرد که به گزینه‌های درمانی گران‌تر دسترسی ندارند.

وی می‌گوید: برای بسیاری از مردم، برخی از درمان‌های موثرتر برای چاقی بسیار پرهزینه هستند. در عوض، دستگاه ما می‌تواند با قیمت بسیار مقرون به صرفه‌ای تولید شود.

اکنون محققان قصد دارند راه‌هایی را برای افزایش تولید این کپسول‌ها بررسی کنند که می‌تواند آزمایش‌های بالینی را در انسان امکان‌پذیر کند.

چنین مطالعاتی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد ایمنی این کپسول‌ها و همچنین تعیین بهترین زمان برای قورت دادن آن قبل از غذا و تعداد دفعات مصرف آن مهم است.