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La ricerca sull’asse "intestino-cervello" mostra che i segnali gastrointestinali (GI) vengono trasmessi al sistema nervoso centrale (SNC) tramite afferenze vagali e spinali. A sua volta, il SNC controlla le funzioni GI, suggerendo un flusso continuo e bidirezionale di informazioni tra i due sistemi. Sebbene l’asse intestino-cervello abbia lo scopo omeostatico evidente di regolare l’assunzione di cibo, crescenti evidenze indicano che i segnali GI modulano una varietà di processi di ordine superiore, che spaziano dalle emozioni alla consapevolezza corporea, e che le disfunzioni GI giocano un ruolo importante nei disturbi neuropsichiatrici.

Gli organi situati nella cavità addominale, come lo stomaco e l’intestino, sono difficili e complessi da monitorare senza ricorrere a metodi invasivi e costosi. Sebbene alcuni dispositivi ingeribili siano stati già sviluppati negli animali, quelli disponibili per gli esseri umani sono principalmente progettati per scopi diagnostici in gastroenterologia. La maggior parte di questi dispositivi è utilizzata solo per la somministrazione locale di farmaci, alcuni possono registrare solo un parametro (ad esempio, temperatura), pochissimi fino a un massimo di tre segnali GI, e nessuno è in grado di registrare più segnali GI e contemporaneamente stimolare i neuroni enterici.

Tuttavia, vi è un ampio consenso sul fatto che l’uso di dispositivi ingeribili possa rivoluzionare la ricerca di base e applicata, andando oltre la gastroenterologia e attirando l’interesse di aziende che operano in campi che vanno dalla medicina clinica allo sport (ad esempio, l’utilizzo di dispositivi ingeribili orali potrebbe essere ottimale per monitorare la temperatura GI e prevenire così il colpo di calore da sforzo negli atleti). In questa prospettiva, un’analisi di mercato recente prevede che nei prossimi quattro anni il mercato mondiale delle pillole ingeribili crescerà da 757,2 milioni di dollari nel 2021 a 14.365,12 milioni di dollari nel 2026, con un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 21,36%.

Tuttavia, diversi vincoli limitano l’uso di questi dispositivi ingeribili, rendendo necessaria una nuova tecnologia. Abbiamo esaminato la letteratura e identificato quattro principali limiti che caratterizzano la maggior parte dei dispositivi ingeribili disponibili sul mercato: 1) dimensioni ingombranti; 2) bassa frequenza di campionamento; 3) elevato costo; e 4) impossibilità di registrare l’attività dei neuroni e dei muscoli GI e di stimolarli. Probabilmente a causa di queste limitazioni, sia la ricerca di base sia la pratica clinica continuano a monitorare l’attività GI facendo ampio affidamento su tecniche indirette o invasive (ad esempio, endoscopia, scintigrafia, marcatori radiopachi), con grande disagio per i pazienti e gli operatori.

Tuttavia, crediamo che dispositivi ingeribili minimamente invasivi favoriranno approcci all’avanguardia nello studio e nel trattamento delle disfunzioni GI. Ad esempio, le malattie infiammatorie intestinali (IBD), la cui infiammazione incontrollata porta a complicanze gravi a lungo termine, tra cui stenosi fibrotiche, fistole enteriche e neoplasie intestinali, sono diventate malattie globali con un’incidenza in accelerazione nei paesi di nuova industrializzazione (la prevalenza delle IBD nel mondo è aumentata dell’85,1% dal 1990 al 2017).

Inoltre, le evidenze mostrano che malattie neuropsichiatriche diffuse come ansia, depressione e autismo sono caratterizzate da comorbidità con problemi GI (prevalenza aumentata di depressione (+33%) e ansia (+19%) rispetto ai controlli sani nei pazienti con IBS; allo stesso modo, le persone autistiche hanno una maggiore probabilità, rispetto ai controlli, di sviluppare IBD. Una classe di dispositivi ingeribili che aggiri le limitazioni sopra descritte potrebbe favorire l’uso su larga scala di questi dispositivi per monitorare l’attività GI (dis)funzionale negli esseri umani e negli animali.

In particolare, DeepDive mira a rispondere principalmente a un bisogno medico non soddisfatto di lunga data e a combattere le malattie GI più devastanti (con un impatto significativo sui pazienti e le loro famiglie), migliorando infine il trattamento di altre malattie altamente prevalenti che presentano disfunzioni GI (ad esempio ansia, depressione e autismo).