Nell'ultima decade, i chirurghi bariatrici hanno fatto passi da gigante nell'esecuzione di interventi chirurgici per la perdita di peso che non solo invertono l'obesità, ma possono anche invertire il diabete di tipo 2 in pazienti con entrambe le condizioni. Nonostante i notevoli miglioramenti della qualità della vita e la remissione del diabete, il numero di pazienti che si sottopongono a un intervento chirurgico rimane relativamente basso, secondo Ali Tavakkoli, dottore, co-direttore del Centro per la gestione del peso e la chirurgia metabolica presso BWH. Ciò ha portato a una collaborazione tra Tavakkoli e i ricercatori del Brigham and Women's Hospital per trovare un trattamento meno invasivo ma ugualmente efficace per invertire il diabete di tipo 2, uno che può offrire gli stessi vantaggi della chirurgia ma che può avere un appeal e un'applicazione più ampi. In un articolo pubblicato questa settimana in Materiali della natura , il team riferisce sui risultati di uno studio preclinico in cui un agente orale è stato somministrato ai ratti per fornire una sostanza che potrebbe rivestire temporaneamente l'intestino per prevenire il contatto di nutrienti con il rivestimento nell'intestino prossimale ed evitare picchi di zucchero nel sangue dopo i pasti.

"Immaginiamo una pillola che un paziente può assumere prima di un pasto che ricopre transitoriamente l'intestino per replicare gli effetti della chirurgia, " ha detto il co-autore senior Jeff Karp, dottorato di ricerca, un bioingegnere e ricercatore principale presso BWH. "Negli ultimi anni, abbiamo lavorato con i nostri colleghi chirurgici su questa idea e abbiamo sviluppato un materiale che soddisfa un'importante esigenza clinica".

I membri del team hanno cercato un materiale di partenza che avesse le proprietà giuste per aderire all'intestino tenue e quindi dissolversi nel giro di poche ore. Hanno selezionato una sostanza nota come sucralfato, un farmaco approvato dalla FDA che viene utilizzato nel trattamento delle ulcere gastrointestinali. Il team ha ulteriormente ingegnerizzato la sostanza in un nuovo materiale in grado di rivestire il rivestimento dell'intestino senza richiedere l'attivazione da parte dell'acido gastrico. Il composto ingegnerizzato, denominato LuCI (Rivestimento Luminale dell'Intestino), può essere trasformato in una forma in polvere secca che può essere incapsulata come una pillola.

"Ciò che abbiamo sviluppato qui è essenzialmente, 'chirurgia in una pillola, '", ha detto il co-autore Yuhan Lee, dottorato di ricerca, uno scienziato dei materiali nella Divisione BWH di Ingegneria in Medicina. "Abbiamo usato un approccio di bioingegneria per formulare una pillola che ha buone proprietà di adesione e può attaccarsi bene all'intestino in un modello preclinico. E dopo un paio d'ore, i suoi effetti si dissolvono".

Il team ha scoperto che una volta nell'intestino dei ratti, LuCI può rivestire l'intestino, formando una sottile barriera che altera il contatto con i nutrienti e riduce la risposta glicemica dopo un pasto. Dopo un pasto, i livelli di zucchero nel sangue aumentano e possono rimanere elevati nel tempo. Però, un'ora dopo la somministrazione di LuCI ai ratti, la risposta al glucosio è stata ridotta del 47 percento. Il team ha scoperto che questa risposta era temporanea, e dopo tre ore, l'effetto è sostanzialmente scomparso.

Il team sta ora testando l'effetto dell'uso a breve e lungo termine di LuCI in modelli di roditori diabetici e obesi. Hanno anche in programma di portare avanti alcuni dei loro studi pilota che dimostrano che LuCI può essere utilizzato per fornire farmaci, comprese le proteine ​​direttamente al tratto gastrointestinale.

"Il bypass gastrico è uno degli interventi chirurgici meglio studiati al mondo, e sappiamo che può portare a molti benefici tra cui effetti positivi per la pressione sanguigna, apnee notturne e alcune forme di cancro, e un miglioramento notevolmente rapido e indipendente dal peso del diabete, " disse Tavakkoli, co-autore senior dello studio. "Avere un rivestimento transitorio che potrebbe imitare gli effetti della chirurgia sarebbe un enorme vantaggio per i pazienti e i loro fornitori di cure".