Forskare har tagit fram en medicinsk hudplåster som kan förvandla energilagrande vitt fett till energiförbränning av brunt fett lokalt samtidigt som det ökar kroppens totala ämnesomsättning. Plåstret kan användas för att bränna av fickor med oönskat fett som "kärlekshandtag" och behandla metaboliska störningar som fetma och diabetes, enligt forskare vid Columbia University Medical Center (CUMC) och University of North Carolina.

Resultaten, från experiment på möss, publicerades online idag ACS Nano .

Människor har två typer av fett. Vitt fett lagrar överflödig energi i stora triglyceriddroppar. Brunt fett har mindre droppar och ett stort antal mitokondrier som bränner fett för att producera värme. Nyfödda har ett relativt överflöd av brunt fett, som skyddar mot exponering för kalla temperaturer. Men i vuxen ålder, det mesta bruna fettet går förlorat.

I åratal, forskare har sökt efter terapier som kan omvandla en vuxens vita fett till brunt fett - en process som kallas brunfärgning - vilket kan hända naturligt när kroppen utsätts för kalla temperaturer - som en behandling för fetma och diabetes.

"Det finns flera kliniskt tillgängliga läkemedel som främjar brunfärgning, men alla måste ges som piller eller injektioner, "sade studieledare Li Qiang, Doktorsexamen, biträdande professor i patologi och cellbiologi vid CUMC. "Detta utsätter hela kroppen för droger, som kan leda till biverkningar såsom magbesvär, viktökning, och benfrakturer. Vår hudplåster verkar lindra dessa komplikationer genom att leverera de flesta droger direkt till fettvävnad. "

För att tillämpa behandlingen, läkemedlen är först inneslutna i nanopartiklar, var och en ungefär 250 nanometer (nm) i diameter - för liten för att ses med blotta ögat. (I jämförelse, ett människohår är cirka 100, 000 nm bred.) Nanopartiklarna laddas sedan i en centimeter-kvadratisk hudplåster som innehåller dussintals mikroskopiska nålar. När den appliceras på huden, nålarna genomborrar smärtfritt huden och frigör gradvis läkemedlet från nanopartiklar till underliggande vävnad.

"Nanopartiklarna var utformade för att effektivt hålla läkemedlet och sedan gradvis kollapsa, släppa ut det i närliggande vävnad på ett hållbart sätt istället för att sprida läkemedlet snabbt genom kroppen, "sa patchdesigner och studieledare Zhen Gu, Doktorsexamen, docent i gemensam biomedicinsk teknik vid University of North Carolina vid Chapel Hill och North Carolina State University.

Den nya behandlingsmetoden testades på överviktiga möss genom att ladda nanopartiklarna med en av två föreningar som är kända för att främja brunfärgning:rosiglitazon (Avandia) eller beta-adrenerg receptoragonist (CL 316243) som fungerar bra hos möss men inte hos människor. Varje mus fick två plåster-en laddad med läkemedelsinnehållande nanopartiklar och en annan utan läkemedel-som placerades på vardera sidan av nedre delen av buken. Nya plåster applicerades var tredje dag i totalt fyra veckor. Kontrollmöss fick också två tomma lappar.

Möss som behandlats med något av de två läkemedlen hade en 20 -procentig minskning av fett på den behandlade sidan jämfört med den obehandlade sidan. De hade också betydligt lägre fastande blodsockernivåer än obehandlade möss.

Normala tester, magra möss avslöjade att behandling med något av de två läkemedlen ökade djurens syreförbrukning (ett mått på den totala metaboliska aktiviteten) med cirka 20 procent jämfört med obehandlade kontroller.

Genetiska analyser avslöjade att den behandlade sidan innehöll fler gener associerade med brunt fett än på den obehandlade sidan, vilket tyder på att de observerade metaboliska förändringarna och fettminskningen berodde på en ökning av brunfärgning hos de behandlade mössen.

"Många människor kommer utan tvekan att vara glada över att få veta att vi kanske kan erbjuda ett icke -invasivt alternativ till fettsugning för att minska kärlekshandtag, "säger Dr Qiang." Vad som är mycket viktigare är att vår lapp kan vara ett säkert och effektivt sätt att behandla fetma och relaterade metaboliska störningar som diabetes. "

Plåstret har inte testats på människor. Forskarna studerar för närvarande vilka droger, eller kombination av läkemedel, fungerar bäst för att främja lokal brunfärgning och öka den totala ämnesomsättningen.

Studien har titeln, "Lokalt inducerad fettvävnadsbrunning av Microneedle Patch för fetma behandling."