أظهر مهندسون أنه باستخدام كبسولة قابلة للابتلاع تبعث تياراً كهربائياً للخلايا يمكنهم تحفيز إفراز هرمون جريلين، وقد يكون هذا النهج مفيداً في علاج الأمراض التي تنطوي على الغثيان أو فقدان الشهية، مثل فقدان الشهية العصبي أو الهزال.
تلعب الهرمونات التي تفرزها المعدة، مثل الجريلين، دوراً رئيسياً في تحفيز الشهية، ويتم إنتاج هذه الهرمونات بواسطة خلايا الغدد الصماء، التي هي جزء من الجهاز العصبي المعوي الذي يتحكم في الجوع والغثيان والشعور بالامتلاء.
أظهر مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا الآن أنه يمكنهم تحفيز خلايا الغدد الصماء هذه لإنتاج هرمون جريلين باستخدام كبسولة قابلة للابتلاع، تعطي تياراً كهربائياً للخلايا، وقد يكون هذا النهج مفيداً في علاج الأمراض التي تنطوي على الغثيان أو فقدان الشهية، مثل الهزال (فقدان كتلة الجسم الذي يمكن أن يحدث في مرضى السرطان، أو غيره من الأمراض المزمنة).
وفي الاختبارات التي أجريت على الحيوانات، أظهر الباحثون أن هذه "الكبسولة الكهربائية" يمكن أن تزيد بشكل كبير من إنتاج هرمون الجريلين في المعدة، ويعتقدون أن هذا النهج يمكن تكييفه أيضاً لتوصيل التحفيز الكهربائي لأجزاء أخرى من الجهاز الهضمي.
يقول جيوفاني ترافيرسو، الأستاذ المشارك في الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا حيث أجريت الدراسة، واختصاصيّ الجهاز الهضمي، وكبير مؤلفي الدراسة: "نعرض مثالاً واحداً عن قدرتنا على التعامل مع الغشاء المخاطي للمعدة وإفراز الهرمونات، ونتوقع أنه يمكن استخدام هذا في مواقع أخرى في الجهاز الهضمي لم نستكشفها هنا."
التحفيز الكهربائي
يتحكم الجهاز العصبي المعوي في جميع جوانب عملية الهضم، بما في ذلك حركة الطعام عبر الجهاز الهضمي، وقد أظهر بعض المرضى الذين يعانون من خزل المعدة، وهو اضطراب في أعصاب المعدة يؤدي إلى بطء شديد في حركة الطعام، تحسناً في الأعراض بعد التحفيز الكهربائي الناتج عن جهاز يشبه بطارية تنظيم ضربات القلب، ويمكن زراعته جراحياً في المعدة.
كان الأطباء قد وضعوا نظرية مفادها أن التحفيز الكهربائي من شأنه أن يحفز المعدة على الانقباض، مما قد يساعد على دفع الطعام، ومع ذلك، فقد وجد لاحقاً أنه في حين أن العلاج يساعد المرضى على الشعور بالتحسن، إلا أنه يؤثر على حركة المعدة بدرجة أقل، وافترض فريق معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن التحفيز الكهربائي للمعدة قد يؤدي إلى إطلاق هرمون الجريلين المعروف بأنع يؤدي إلى تعزيز الشعور بالجوع وتقليل الشعور بالغثيان.
لاختبار هذه الفرضية، استخدم الباحثون مسباراً كهربائياً لتوصيل التحفيز الكهربائي داخل معدة الحيوانات، ووجدوا أنه بعد 20 دقيقة من التحفيز الكهربائي، ارتفعت مستويات هرمون الجريلين في مجرى الدم بشكل كبير، ووجدوا أيضاً أن التحفيز الكهربائي لم يؤد إلى أي التهاب كبير أو تأثيرات ضارة أخرى.
وبمجرد أن أثبتوا أن التحفيز الكهربائي يحفز إطلاق هرمون الجريلين، شرع الباحثون في معرفة ما إذا كان بإمكانهم تحقيق الشيء نفسه باستخدام جهاز يمكن ابتلاعه وتركه مؤقتاً في المعدة، لكن أحد التحديات الرئيسية في تصميم مثل هذا الجهاز هي التأكد من أن الأقطاب الكهربائية الموجودة على الكبسولة يمكنها الاتصال بأنسجة المعدة المغطاة بالسوائل.
لإنشاء سطح أكثر جفافاً يمكن للأقطاب الكهربائية أن تتفاعل معه، صنع الباحثون كبسولتهم بحيث يكون لها سطحًا محززًا يدفع السوائل بعيداً عن الأقطاب الكهربائية بحيث يمكن لهذا السطح التعامل مع السائل الذي قد يمنع الأقطاب الكهربائية من ملامسة جدار المعدة، لذلك يمكنه توفير التحفيز الكهربائي بشكل موثوق.
تحفيز الهرمونات
اختبر الباحثون الكبسولة عن طريق وضعها في معدة حيوانات كبيرة، ووجدوا أن الكبسولة قد أنتجت ارتفاعاً كبيراً في مستويات هرمون الجريلين في مجرى الدم.
ووجد الباحثون أنه لكي يعمل هذا التحفيز، يجب أن يكون العصب المبهم (الحائر) الذي يتحكم في الهضم سليماً. وافترضوا أن النبضات الكهربائية تنتقل إلى الدماغ عبر العصب المبهم مما يحفز خلايا الغدد الصماء في المعدة على إنتاج هرمون الجريلين.
يخطط مختبر Traverso الآن لاستكشاف استخدام هذا النهج في أجزاء أخرى من الجهاز الهضمي، ويأمل الباحثون في اختبار هذا الجهاز على المرضى من البشر خلال السنوات الثلاث المقبلة، ويقول الباحثون إن هذا النوع من العلاج، إذا تم تطويره ونجاحه للاستخدام في المرضى من البشر، فمن المحتمل أن يحل محل، أو يكمل عمل بعض الأدوية الحالية المستخدمة لمنع الغثيان وتحفيز الشهية لدى الأشخاص المصابين بالهزال أو فقدان الشهية.
المصدر:
https://www.sciencedaily.com/releases/2023/04/230426210413.htm
