Foto: Mehmet Say

Chytrá pilulka MIT: Přehled

Inženýři z MIT vyvinuli novou „chytrou pilulku“, která tiše signalizuje, když je spolknuta – nabízí průlomový způsob, jak učinit z vynechaných léků minulost. Tato technologie by mohla pomoci řešit rozšířený problém ve zdravotnictví: lidé vynechávající dávky nebo předčasně ukončující léčbu.

Autor původního článku: Anne Trafton

Jak funguje chytrá pilulka

Nová pilulka obsahuje biologicky rozložitelnou anténu, která vysílá signál během několika minut po požití a poté se bezpečně rozpustí. Systém je navržen tak, aby pracoval s existujícími léky a mohl by pomoci lékařům sledovat dodržování léčby u pacientů s vysokým rizikem. Elektronické komponenty pilulky se rozloží v žaludku, zatímco malý RF čip přirozeně opustí tělo.

Giovanni Traverso, docent strojního inženýrství na MIT, gastroenterolog v Brigham and Women’s Hospital a člen Broad Institute of MIT and Harvard, je hlavním autorem studie, která byla publikována 8. ledna v časopise Nature Communications. Mehmet Girayhan Say, vědecký pracovník MIT, a Sean You, bývalý postdoktorand na MIT, jsou hlavními autory článku.

Výzvy v dodržování léčby

Nedodržování předepsané léčby zůstává vážným problémem po celém světě. Každý rok špatné dodržování přispívá k stovkám tisícům preventabilních úmrtí a způsobuje miliardové náklady na zdravotní péči. Aby se tento problém řešil, laboratoř Traverso již dříve zkoumala kapsle pro dodávání léků, které zůstávají v trávicím systému po delší dobu a uvolňují léky v plánovaných intervalech.

„Vyvinuli jsme systémy, které mohou zůstat v těle po dlouhou dobu, a víme, že tyto systémy mohou zlepšit dodržování léčby, ale také uznáváme, že pro určité léky nemůžeme změnit pilulku,“ říká Traverso. „Otázka zní: Co jiného můžeme udělat, abychom pomohli osobě a jejich poskytovatelům zdravotní péče zajistit, že dostávají lék?“

Technologie a její potenciál

V nové studii se tým zaměřil na jinou strategii: potvrzení, zda byla pilulka užita, spíše než změna způsobu dodávání léku. Výzkumníci se obrátili na radiofrekvenci – typ signálu, který lze detekovat mimo tělo a je považován za bezpečný pro lidské použití.

Dřívější pokusy o sledování léků založené na RF se spoléhaly na materiály, které se v těle snadno nerozkládají, což znamenalo, že celé zařízení muselo projít trávicím systémem neporušené. Aby se snížilo riziko gastrointestinální blokády, tým MIT navrhl bioresorbovatelný systém, který se po použití bezpečně rozloží.

Anténa odpovědná za přenos signálu je vyrobena ze zinku a je vložena do částice celulózy. Tyto materiály byly vybrány pro jejich silný bezpečnostní záznam a kompatibilitu s lékařským použitím. „Vybrali jsme tyto materiály s vědomím jejich velmi příznivých bezpečnostních profilů a také environmentální kompatibility,“ říká Traverso.

Zinková celulózová anténa je srolována do kompaktního tvaru a umístěna do pilulky spolu s lékem. Samotná kapsle je vyrobena z želatiny potažené celulózou a buď molybdenem nebo wolframem, což zabraňuje jakémukoli RF signálu, aby byl vysílán před spolknutím pilulky. Po požití se povlak rozpustí, uvolní jak lék, tak anténu.

Praktické využití a budoucí plány

V testování na zvířatech systém úspěšně přenášel signály z vnitřku žaludku k externímu přijímači umístěnému až 2 stopy daleko. Pokud by byl přizpůsoben pro lidské použití, výzkumníci si představují spárování pilulky s nositelným zařízením, které by mohlo data přímo přenášet na zdravotnický tým pacienta. Další preklinické studie jsou plánovány a tým doufá, že brzy zahájí testování technologie na lidech.

Příjemci orgánových transplantací patří mezi skupiny, které by mohly mít největší prospěch, protože vynechání dávek imunosupresivních léků může rychle vést k odmítnutí orgánu. „Chceme upřednostnit léky, které, pokud není dodržování přítomno, by mohly mít opravdu škodlivý účinek pro jednotlivce,“ říká Traverso.

Další skupiny, které by mohly mít prospěch, zahrnují pacienty s nedávno umístěnými stenty, kteří potřebují léky k prevenci blokád, jedince s chronickými infekcemi, jako je tuberkulóza, a lidi s neuropsychiatrickými poruchami, které mohou narušit konzistentní užívání léků.

Výzkum byl podpořen několika organizacemi, včetně Novo Nordisk a U.S. Advanced Research Projects Agency for Health.