Este implante bloquea el nervio vago justo para tratar la inflamación

Este implante bloquea el nervio vago justo para tratar la inflamación

Un dispositivo implantado, un poco como un marcapasos, estimula eléctricamente el nervio vago, mientras inhibe la actividad nerviosa no deseada de una manera específica.

Las formas de tratamiento de estimulación del nervio vago contra la inflamación crónica ya han sido probadas con éxito en humanos por la industria privada con la intención de ponerlas a disposición de los pacientes. Pero la innovación de los investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia agrega una señal inhibidora que podría aumentar la eficacia clínica y el beneficio terapéutico de los tratamientos existentes.

"Usamos un electrodo con una frecuencia de kilohercios que bloquea la conducción nerviosa no deseada además del electrodo que estimula la actividad nerviosa", dice el investigador principal Robert Butera, profesor designado conjuntamente en la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática y el departamento de ingeniería biomédica. "Hemos arreglado los dos cerca el uno del otro, por lo que el electrodo de bloqueo obliga a la estimulación del electrodo estimulante para ir solo en una dirección".

La innovación de los investigadores podría implementarse teóricamente de forma relativamente rápida al aumentar los dispositivos clínicos existentes. Hasta ahora, las pruebas en ratas han arrojado resultados muy alentadores, y se han logrado sin tomar medidas más drásticas, notables en otros experimentos, para optimizar este tipo de tratamiento, como una vagotomía, el corte de una parte del vago.

"Los estudios originales en animales sobre los beneficios antiinflamatorios de la estimulación del nervio vago recurrieron a transecciones nerviosas para lograr la estimulación direccional, así como aumentar la efectividad de la estimulación nerviosa. Pero cortar el vago no es clínicamente viable, debido a la multitud de funciones corporales vitales que monitorea y regula.

"Nuestro enfoque proporciona el mismo beneficio terapéutico, pero también es inmediatamente reversible, controlable y clínicamente factible", dice el investigador principal Yogi Patel, un estudiante de posgrado en bioingeniería.

"Lo llamamos una vagotomía virtual", dice Butera.

Patel, Butera y sus colegas informan los resultados de su estudio en la revista Informes científicos.

¿Cuál es el nervio vago?

Para entender cómo funciona este nuevo ajuste bioelectrónico, comencemos con el nervio vago mismo.

Se encuentra fuera de la columna vertebral y se extiende en dos partes por la parte delantera del cuello a cada lado. Es fácil olvidarlo porque, si bien te ayuda a sentir algunas sensaciones limitadas como el dolor y el calor de un puñado de órganos internos, esas sensaciones no son tan flagrantes y comunes como cuando alcanzas y tocas algo con la mano.

Su sistema nervioso voluntario o somático es responsable de alcanzar, tocar y sentir, y el nervio vago pertenece a su sistema nervioso involuntario, en realidad llamado sistema nervioso autónomo. Aunque puedes experimentar los efectos de forma menos consciente, no podrías sobrevivir sin un vago.


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"El nervio vago transmite una cantidad increíble de información relacionada con el estado y la función de los órganos viscerales: el tracto digestivo, el corazón, los pulmones, información sobre los nutrientes que ingiere, todo lo necesario para la homeostasis (equilibrio fisiológico)", dice Patel. .

El nervio vago es la línea de vida entre los centros de control de función vital de su cerebro y sus órganos viscerales, pasando mensajes constantemente entre su hipotálamo y órganos para controlar cosas como el pulso y la respiración, la lubricación de los senos paranasales y la limitación de la respuesta inmune.

Respuesta inmune hiperactiva

El último es donde entra la inflamación, porque es parte de la respuesta inmune natural del cuerpo. Pero cuando el sistema inmune se vuelve hiperactivo, puede atacar no solo los patógenos sino también los tejidos no infectados, como ocurre con los pacientes que padecen enfermedades como la artritis reumatoide, el síndrome del intestino irritable o la enfermedad de Crohn. Las terapias basadas en medicamentos a menudo no los benefician significativamente.

Las dos partes del sistema nervioso autónomo (involuntario), el simpático y el parasimpático, influyen fuertemente en su sistema inmunitario. El nervio vago pertenece al parasimpático.

"Es como un sistema de balancín. Su sistema nervioso simpático ayuda a activar el sistema inmunológico, y el sistema nervioso parasimpático lo calma ", dice Patel.

Estimulación eléctrica: pros y contras.

Estimular el nervio vago apoya ese efecto de atemperación, pero también puede excitar un poco la parte del sistema nervioso que estimula la respuesta inmune, lo cual es contraproducente si lo que se busca es calmarlo.

"Cada circuito tiene un camino que viene del cerebro y uno que va al cerebro, y cuando se estimula eléctricamente, por lo general no tienes control sobre cuál obtienes. Usualmente obtienes ambas cosas ", dice Patel. Estos caminos a menudo están en el mismo nervio siendo estimulados.

El camino que sale del cerebro y va hacia otros órganos, llamado vía eferente, es el que estimula el sistema inmunológico y ayuda a aliviar las afecciones inflamatorias crónicas. El que va al cerebro, llamado vía aferente, si es estimulado, lleva eventualmente al hipotálamo, una región del tamaño de un guisante en el centro del cerebro. Eso desencadena una cadena de respuestas hormonales, que eventualmente liberan citoquinas y envían mensajes a las moléculas que promueven la inflamación.

"Se obtiene una respuesta inflamatoria intensificada cuando se estimulan las vías aferentes, que transmiten activamente información sobre su estado interno y activan el sistema inmunitario cuando es necesario", dice Patel. "Y si un paciente ya está en un estado inmune hiperactivo, no querrás presionar aún más".

Estimular hacia abajo (eferente), mientras bloquea la actividad del nervio vago hacia arriba (aferente) mantiene el buen efecto mientras evita posibles efectos negativos. En los animales que recibieron este tratamiento, los análisis de sangre mostraron que la inflamación disminuyó marcadamente. Lo más importante es que este tratamiento puede activarse o desactivarse y ajustarse a las necesidades de cada paciente.

Los Institutos Nacionales de Salud y la Ian's Friends Foundation financiaron el trabajo.

Fuente: Georgia Tech

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