Ingenieros del MIT crean una cápsula vibratoria que hace creer al cerebro que ya estamos saciados

Aunque la genética y algunos trastornos causan sobrepeso y obesidad, la mayoría de los problemas de peso se debe al sedentarismo y a tener unos hábitos alimentarios inadecuados. Pero basta con coger unos pocos kilos de más para saber de primera mano lo difícil que es engañar al cerebro haciéndole creer que ya estamos saciados.

Cuando uno come mucha comida o un plato contundente, el estómago envía señales a su cerebro "diciéndole" que está saciado. Este mensaje ayuda a darse cuenta de que es hora de dejar de comer. Un estómago lleno de líquido también puede enviar este mensaje, por lo que a menudo se recomienda a las personas que están a dieta beber un vaso de agua antes de comer.

Ahora, un equipo de ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) ha ideado una nueva forma de aprovechar ese fenómeno al desarrollar una cápsula ingerible que vibra dentro del estómago.

Estas vibraciones activan los mismos receptores de estiramiento que detectan cuando el estómago está distendido, creando así una sensación ilusoria de saciedad.

Los ingenieros probaron en los animales esta cápsula 20 minutos antes de comer, y comprobaron que este tratamiento no sólo estimuló la liberación de hormonas que indican saciedad, sino que también redujo la ingesta de alimentos de los animales en aproximadamente un 40%.

Los científicos tienen mucho más que aprender sobre los mecanismos que influyen en el peso corporal humano, pero si a posteriori más investigaciones sugieren que esta tecnología podría usarse de manera segura en seres humanos, una píldora de este tipo podría ofrecer una forma mínimamente invasiva de tratar la obesidad, dicen los investigadores.

"Para alguien que quiera perder peso o controlar su apetito, podría tomarlo antes de cada comida", dice Shriya Srinivasan, ex estudiante de posgrado y posdoctorado del MIT que ahora es profesor asistente de bioingeniería en la Universidad de Harvard.

"Esto podría ser realmente interesante porque proporcionaría una opción que podría minimizar los efectos secundarios que vemos con otros tratamientos farmacológicos que existen", añade Srinivasan, coautor del estudio publicado en "Science Advances" junto a Giovanni Traverso, profesor asociado de ingeniería mecánica en el MIT y gastroenterólogo en el Brigham and Women's Hospital.

Sensación de saciedad

Cuando el estómago se distiende o relaja, unas células especializadas llamadas mecanorreceptores detectan ese estiramiento y envían señales al cerebro a través del nervio vago.

Como resultado, el cerebro estimula la producción de insulina, así como 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 aumenta el deseo de comer, por algo se la conoce como la "hormona del hambre".

Mientras era estudiante de posgrado en el MIT, Srinivasan se interesó en la idea de controlar este proceso estirando artificialmente los mecanorreceptores que recubren el estómago mediante vibraciones.

Investigaciones anteriores habían demostrado que la vibración aplicada a un músculo puede inducir la sensación de que el músculo se ha estirado más de lo que realmente se ha estirado.

"Me preguntaba si podríamos activar los receptores de estiramiento en el estómago haciéndolos vibrar y hacerles percibir que todo el estómago se ha expandido para crear una sensación ilusoria de distensión que podría modular las hormonas y los patrones de alimentación", afirma Srinivasan.

Como postdoctorado en el Instituto Koch para la Investigación Integrativa del Cáncer del MIT, Srinivasan trabajó en estrecha colaboración con el laboratorio de Traverso, que ha desarrollado muchos enfoques novedosos para la administración oral de fármacos y dispositivos electrónicos.

Para este estudio, Srinivasan, Traverso y un equipo de investigadores diseñaron una cápsula del tamaño de un multivitamínico, que incluye un elemento vibratorio. Cuando la pastilla, que funciona con una pequeña batería de óxido de plata, llega al estómago, los fluidos gástricos ácidos disuelven una membrana gelatinosa que recubre la cápsula, completando el circuito electrónico que activa el motor vibratorio.

En un estudio en animales, los investigadores demostraron que una vez que la píldora comienza a vibrar, activa los mecanorreceptores, que envían señales al cerebro mediante la estimulación del nervio vago.

Los investigadores rastrearon los niveles hormonales durante los períodos en que el dispositivo vibraba y descubrieron que reflejaban los patrones de liberación de hormonas observados después de una comida, incluso cuando los animales habían ayunado.

A continuación, tal y como informa la revista científica en un comunicado, los investigadores probaron los efectos de esta estimulación sobre el apetito de los animales.

Y descubrieron que cuando la píldora se activaba durante unos 20 minutos, antes de ofrecer comida a los animales, consumían un 40% menos, en promedio, que cuando la píldora no estaba activada.

“El cambio de comportamiento es profundo y se trata de utilizar el sistema endógeno (interior del organismo), en lugar de cualquier terapia exógena. 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”, que es el encargado de regular las funciones vitales del sistema digestivo, afirma Traverso.

La versión actual de la píldora está diseñada para vibrar durante unos 30 minutos después de llegar al estómago.

Pero los investigadores planean explorar la posibilidad de adaptarla para que permanezca en el estómago durante períodos de tiempo más largos, donde podría encenderse y apagarse de forma inalámbrica según sea necesario. En los estudios con animales, las pastillas pasaron por el tracto digestivo en cuatro o cinco días.

El estudio también encontró que los animales no mostraron ningún signo de obstrucción, perforación u otros impactos negativos mientras la píldora estuvo en su tracto digestivo.

Este tipo de píldora podría, según inciden los investigadores, ofrecer una alternativa a los enfoques actuales para tratar la obesidad.

Las intervenciones no médicas, como el ejercicio, no siempre funcionan y muchas de las intervenciones médicas existentes son bastante invasivas. Estos incluyen la cirugía de "bypass" gástrico, así como los balones gástricos.

Medicamentos como los agonistas del GLP-1 también pueden ayudar a perder peso, pero la mayoría de ellos deben inyectarse y son inasequibles para muchas personas. Según Srinivasan, las cápsulas del MIT podrían fabricarse a un coste que las pondría a disposición de personas que no tienen acceso a opciones de tratamiento más caras.

“Para muchas poblaciones, algunas de las terapias más efectivas para la obesidad son muy costosas. A escala, nuestro dispositivo podría fabricarse a un precio bastante rentable”, afirma Srinivasan.

Los investigadores ahora planean explorar formas de ampliar la fabricación de las cápsulas, lo que podría permitir ensayos clínicos en humanos. Dichos estudios serían importantes para aprender más sobre la seguridad de los dispositivos, así como para determinar el mejor momento para tragar la cápsula antes de una comida y con qué frecuencia sería necesario administrarla.

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.