Onderzoekers hebben een medicinale huidpleister bedacht die energieopslaand wit vet plaatselijk kan omzetten in energieverbrandend bruin vet, terwijl het algehele metabolisme van het lichaam wordt verhoogd. De pleister kan worden gebruikt om ongewenst vet, zoals 'love handles', te verbranden en om stofwisselingsstoornissen zoals obesitas en diabetes te behandelen. volgens onderzoekers van het Columbia University Medical Center (CUMC) en de University of North Carolina.

De bevindingen, van experimenten met muizen, werden vandaag online gepubliceerd in ACS Nano .

Mensen hebben twee soorten vet. Wit vet slaat overtollige energie op in grote triglyceridendruppels. Bruin vet heeft kleinere druppeltjes en een groot aantal mitochondriën die vet verbranden om warmte te produceren. Pasgeborenen hebben relatief veel bruin vet, die beschermt tegen blootstelling aan koude temperaturen. Maar op volwassen leeftijd het meeste bruin vet gaat verloren.

Voor jaren, onderzoekers hebben gezocht naar therapieën die het witte vet van een volwassene kunnen omzetten in bruin vet - een proces genaamd bruin worden - dat van nature kan gebeuren wanneer het lichaam wordt blootgesteld aan koude temperaturen - als een behandeling voor obesitas en diabetes.

"Er zijn verschillende klinisch beschikbare medicijnen die bruin worden, maar alles moet worden gegeven als pillen of injecties, " zei co-leider van de studie Li Qiang, doctoraat, universitair docent pathologie en celbiologie aan het CUMC. "Dit stelt het hele lichaam bloot aan de drugs, wat kan leiden tot bijwerkingen zoals maagklachten, gewichtstoename, en botbreuken. Onze huidpleister lijkt deze complicaties te verlichten door de meeste medicijnen rechtstreeks in vetweefsel af te geven."

Om de behandeling toe te passen, de medicijnen worden eerst ingekapseld in nanodeeltjes, elk ongeveer 250 nanometer (nm) in diameter - te klein om met het blote oog te zien. (In vergelijking, een mensenhaar is ongeveer 100, 000 nm breed.) De nanodeeltjes worden vervolgens geladen in een centimeter vierkante huidpleister met tientallen microscopisch kleine naalden. Wanneer aangebracht op de huid, de naalden doorboren pijnloos de huid en laten het medicijn geleidelijk uit nanodeeltjes in het onderliggende weefsel vrij.

"De nanodeeltjes zijn ontworpen om het medicijn effectief vast te houden en vervolgens geleidelijk in te storten, het op een duurzame manier vrijgeven in nabijgelegen weefsel in plaats van het medicijn snel door het lichaam te verspreiden, " zei patchontwerper en mede-leider Zhen Gu, doctoraat, universitair hoofddocent gezamenlijke biomedische technologie aan de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill en North Carolina State University.

De nieuwe behandelingsbenadering werd getest bij zwaarlijvige muizen door de nanodeeltjes te laden met een van de twee verbindingen waarvan bekend is dat ze bruining bevorderen:rosiglitazon (Avandia) of bèta-adrenerge receptoragonist (CL 316243) die goed werkt bij muizen, maar niet bij mensen. Elke muis kreeg twee pleisters - een geladen met medicijnbevattende nanodeeltjes en een andere zonder medicijn - die aan weerszijden van de onderbuik werden geplaatst. Nieuwe pleisters werden om de drie dagen aangebracht gedurende in totaal vier weken. Controlemuizen kregen ook twee lege pleisters.

Muizen die met een van de twee geneesmiddelen werden behandeld, hadden 20 procent minder vet aan de behandelde kant vergeleken met de onbehandelde kant. Ze hadden ook significant lagere nuchtere bloedglucosewaarden dan onbehandelde muizen.

Tests in normaal, magere muizen onthulden dat behandeling met een van de twee geneesmiddelen het zuurstofverbruik van de dieren (een maat voor de algehele metabolische activiteit) met ongeveer 20 procent verhoogde in vergelijking met onbehandelde controles.

Genetische analyses onthulden dat de behandelde kant meer genen bevat die geassocieerd zijn met bruin vet dan aan de onbehandelde kant, wat suggereert dat de waargenomen metabole veranderingen en vetreductie te wijten waren aan een toename van bruin worden bij de behandelde muizen.

"Veel mensen zullen ongetwijfeld enthousiast zijn om te horen dat we misschien een niet-invasief alternatief voor liposuctie kunnen bieden voor het verminderen van lovehandles, " zegt Dr. Qiang. "Wat veel belangrijker is, is dat onze pleister een veilig en effectief middel kan zijn voor de behandeling van obesitas en aanverwante stofwisselingsstoornissen zoals diabetes."

De pleister is niet getest op mensen. De onderzoekers onderzoeken momenteel welke medicijnen, of combinatie van medicijnen, werken het beste om gelokaliseerd bruin worden te bevorderen en het algehele metabolisme te verhogen.

De studie is getiteld, "Lokaal geïnduceerde vetweefselbruining door Microneedle Patch voor behandeling van obesitas."