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May 13, 2023

Cápsulas FLASH: Primero

Por NYU Abu Dhabi 12 de mayo de 2023 Investigadores de NYU Abu Dhabi han desarrollado un

Por NYU Abu Dhabi 12 de mayo de 2023

Investigadores de NYU Abu Dhabi han desarrollado un dispositivo electrocéutico ingerible, llamado sistema FLASH, que modula el eje intestino-cerebro, lo que afecta los niveles de hambre y potencialmente trata una variedad de trastornos. Inspirado en la piel del lagarto diablo espinoso australiano, el dispositivo utiliza una cápsula que absorbe fluidos para proporcionar estimulación eléctrica al tejido del estómago, lo que influye en la hormona grelina, que estimula el hambre. Crédito: NYU Abu Dabi

Inspiradas en la piel absorbente de agua del lagarto diablo espinoso australiano, las cápsulas FLASH pueden conectarse directamente al tejido estomacal para modular las hormonas que provocan el hambre.

A team of researchers at NYU Abu Dhabi (NYUAD), led by Professor Khalil Ramadi, Director of the Laboratory for Advanced Neuroengineering and Translational Medicine, have developed a first-of-its-kind ingestible electroceutical device for the neuromodulation of the gut-brain axis, the signaling pathway between the gastrointestinal tract and central nervous system. The ingestible capsule is a non-invasive and precise method that could be used to modulate hunger levels and treat metabolic and neurologic diseases. This was developed in collaboration with Professor Giovanni Traverso of MITMIT is an acronym for the Massachusetts Institute of Technology. It is a prestigious private research university in Cambridge, Massachusetts that was founded in 1861. It is organized into five Schools: architecture and planning; engineering; humanities, arts, and social sciences; management; and science. MIT's impact includes many scientific breakthroughs and technological advances. Their stated goal is to make a better world through education, research, and innovation." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">MIT, quien es coautor principal del estudio y James McRae, estudiante graduado en MIT, quien es el primer coautor del artículo publicado en la revista Science Robotics.

Crédito: Giancarlo Traverso (GT Reel Productions)

El sistema FLASH utiliza electrodos en su superficie para proporcionar estimulación eléctrica al tejido de la mucosa del estómago. El eje intestino-cerebro regula varias funciones fisiológicas, incluida la alimentación y el comportamiento emocional. Los métodos farmacéuticos y quirúrgicos existentes para modular el eje, incluida la implantación de electrodos mediante cirugía, son imprecisos, invasivos y se han asociado con períodos de recuperación significativos y riesgos asociados. Inspirado en la piel absorbente de agua de Moloch horridus, el lagarto diablo espinoso australiano, FLASH presenta un recubrimiento de cápsula absorbente de fluidos con patrones acanalados y una superficie hidrófila (compatible con el agua), lo que les permite evitar el líquido gástrico en el estómago y lograr contacto directo electrodo-tejido.

"Los electrocéuticos, o terapias de estimulación eléctrica, se han convertido en la próxima frontera de la neuromodulación. FLASH es uno de los primeros electrocéuticos ingeribles que puede regular circuitos neurohormonales precisos, al tiempo que evita las molestias que los pacientes pueden experimentar con los tratamientos invasivos. Se podrían diseñar futuros sistemas electrocéuticos ingeribles. y personalizado para aplicaciones específicas más allá de la estimulación gástrica aguda a corto plazo".— Profesor Khalil Ramadi, Director del Laboratorio de Neuroingeniería Avanzada y Medicina Traslacional

La estimulación eléctrica gástrica (GES) induce directamente la liberación de la hormona grelina, que estimula el hambre, desde la mucosa gástrica a través de la estimulación endoscópica. Se demostró que la ingestión oral de la cápsula FLASH modula los niveles de la hormona grelina de manera significativa y repetida. En el artículo titulado Cápsulas electrocéuticas ingeribles bioinspiradas que absorben fluidos para la modulación de la hormona reguladora del hambre publicado el 26 de abril, los investigadores informan sobre el proceso de desarrollo de las cápsulas FLASH, que se tragan, estimulan el estómago y luego se excretan de manera segura. Las cápsulas funcionan con baterías ingeribles, que se demostró que brindan estimulación durante 20 minutos y luego se excretan dentro de las dos semanas posteriores a la ingestión en animales grandes.

Aquí los autores describen el desarrollo y la aplicación de un nuevo electrocéutico ingerible capaz de apoyar la estimulación de la liberación de grelina. Crédito: Giancarlo Traverso (GT Reel Productions)

Current hormone medications have poor bioavailability when taken orally. This is why medications such as insulinInsulin is a hormone that regulates the level of glucose (sugar) in the blood. It is produced by the pancreas and released into the bloodstream when the level of glucose in the blood rises, such as after a meal. Insulin helps to transport glucose from the bloodstream into the cells, where it can be used for energy or stored for later use. Insulin also helps to regulate the metabolism of fat and protein. In individuals with diabetes, their body doesn't produce enough insulin or doesn't respond properly to insulin, leading to high blood sugar levels, which can lead to serious health problems if left untreated." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> hay que inyectar insulina. FLASH se puede tomar por vía oral para dirigirse específicamente a los circuitos neurohormonales gástricos y modular los niveles hormonales en la sangre. Se anticipa que este dispositivo podría usarse para una variedad de aplicaciones para tratar trastornos metabólicos, alimentarios, gastrointestinales y neuropsiquiátricos de forma no invasiva y con efectos secundarios mínimos.

Para obtener más información sobre este innovador dispositivo:

Referencia: "Cápsulas electrocéuticas ingeribles bioinspiradas que absorben fluidos para la modulación de la hormona reguladora del hambre" por Khalil B. Ramadi, James C. McRae, George Selsing, Arnold Su, Rafael Fernandes, Maela Hickling, Brandon Rios, Sahab Babaee, Seokkee Min , Declan Gwynne, Neil Zixun Jia, Aleyah Aragon, Keiko Ishida, Johannes Kuosmanen, Josh Jenkins, Alison Hayward, Ken Kamrin y Giovanni Traverso, 26 de abril de 2023, Science Robotics.DOI: 10.1126/scirobotics.ade9676