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La cirugía de bypass gástrico es a veces el último recurso para quienes luchan con la obesidad o tienen problemas de salud graves debido a su peso. Dado que este procedimiento implica hacer una pequeña bolsa en el estómago y desviar el tracto digestivo, es muy invasivo y prolonga el período de recuperación de los pacientes. En un nuevo estudio, investigadores de la Universidad Texas A&M describieron un dispositivo médico que podría ayudar con la pérdida de peso y que requiere un procedimiento quirúrgico más simple para su implantación.

Los investigadores dijeron que su dispositivo del tamaño de 1 centímetro proporciona la sensación de plenitud al estimular las terminaciones del nervio vago con luz. A diferencia de otros dispositivos que requieren un cable de alimentación, su dispositivo es inalámbrico y puede controlarse externamente desde una fuente de radiofrecuencia remota.

«Queríamos crear un dispositivo que no solo requiera una cirugía mínima para la implantación, sino que también nos permita estimular terminaciones nerviosas específicas en el estómago», dijo el Dr. Sung II Park, profesor asistente en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática. «Nuestro dispositivo tiene el potencial de hacer ambas cosas en las duras condiciones gástricas, lo que, en el futuro, puede ser muy beneficioso para las personas que necesitan cirugías dramáticas para bajar de peso».

Se publican más detalles sobre su dispositivo en la edición de enero de Nature Communications. La obesidad es una epidemia mundial. Además, sus problemas de salud asociados tienen un impacto económico significativo en el sistema de salud de los Estados Unidos, con un costo de $ 147 mil millones al año. Además, la obesidad pone a las personas en riesgo de contraer enfermedades crónicas como diabetes, enfermedades cardíacas e incluso algunos cánceres. Para aquellos con un índice de masa corporal superior a 35 o que tienen al menos dos afecciones relacionadas con la obesidad, la cirugía ofrece un camino para que los pacientes no solo pierdan el exceso de peso, sino que también mantengan su peso a largo plazo.

En los últimos años, el nervio vago ha recibido mucha atención como objetivo para el tratamiento de la obesidad, ya que proporciona información sensorial sobre la plenitud desde el revestimiento del estómago hasta el cerebro. Aunque existen dispositivos médicos que pueden estimular las terminaciones del nervio vago y, en consecuencia, ayudar a controlar el hambre, estos dispositivos tienen un diseño similar a un marcapasos, es decir, los cables conectados a una fuente de corriente proporcionan sacudidas eléctricas para activar las puntas del nervio.

Sin embargo, Park dijo que la tecnología inalámbrica, así como la aplicación de herramientas genéticas y ópticas avanzadas, tienen el potencial de hacer que los dispositivos de estimulación nerviosa sean menos engorrosos y más cómodos para el paciente. «A pesar del beneficio clínico de tener un sistema inalámbrico, ningún dispositivo, hasta el momento, tiene la capacidad de realizar una manipulación específica de tipo celular crónica y duradera de la actividad neuronal dentro de cualquier otro órgano que no sea el cerebro», dijo.

Para abordar esta brecha, Park y su equipo utilizaron primero herramientas genéticas para expresar genes que responden a la luz en terminaciones específicas del nervio vago in vivo. Luego, diseñaron un dispositivo diminuto con forma de paleta e insertaron micro LED cerca de la punta de su eje flexible, que estaba sujeto al estómago. En la cabeza del dispositivo, llamado recolector, albergaban los microchips necesarios para que el dispositivo se comunicara de forma inalámbrica con una fuente de radiofrecuencia externa. La recolectora también estaba equipada para producir pequeñas corrientes para alimentar los LED. Cuando se encendió la fuente de radiofrecuencia, los investigadores demostraron que la luz de los LED era eficaz para suprimir el hambre.

Los investigadores dijeron que se sorprendieron al descubrir que la maquinaria biológica que coordinaba la supresión del hambre en sus experimentos era diferente de la sabiduría convencional. En otras palabras, está ampliamente aceptado que cuando el estómago está lleno, se expande y la información sobre el estiramiento se transmite al cerebro por los mecanorreceptores del nervio vago.

«Nuestros hallazgos sugieren que estimular los receptores que no se estiran, los que responden a las sustancias químicas en los alimentos, también podría dar una sensación de saciedad incluso cuando el estómago no está distendido», dijo Park. De cara al futuro, dijo que el dispositivo actual también podría usarse para manipular las terminaciones nerviosas en todo el tracto gastrointestinal y otros órganos, como el intestino, con pocas o ninguna modificación. «La optogenética inalámbrica y la identificación de las vías neuronales periféricas que controlan el apetito y otros comportamientos son de gran interés para los investigadores en los campos de estudio básico y aplicado de la electrónica, la ciencia de los materiales y la neurociencia», dijo Park. «Nuestra nueva herramienta ahora permite interrogar la función neuronal en los sistemas nerviosos periféricos de una manera que era imposible con los enfoques existentes».

Fuente: https://www.sciencedaily.com

Referencia: Kim WS, Hong S, Gamero M, et al. Organ-specific, multimodal, wireless optoelectronics for high-throughput phenotyping of peripheral neural pathways. Nature Communications, 2021; 12 (1).