“Dit is een fles pillen,” zegt J. P. Errico, die me iets laat zien dat duidelijk geen fles pillen is.

Errico, medeoprichter en CEO van ElectroCore Medical, houdt de GammaCore vast, een niet-invasieve nervus vagus stimulator. Als ElectroCore ‘ s R&D werk standhoudt, staat dit apparaat op het punt tientallen jaren bewijs over het belang van een enkele zenuw om te zetten in een nieuw soort medicijn: een elektrische therapie zo goedaardig als een ochtendzwemmen en zo eenvoudig als het innemen van een pil met je koffie.

Kijk naar een anatomie grafiek en het belang van de nervus vagus springt op je af. Vagus betekent “zwerven” in het Latijn, en trouw aan zijn naam, de zenuw meandert rond de borst en buik, het verbinden van de meeste van de belangrijkste organen—hart en longen inbegrepen—aan de hersenstam. Het is als een achterdeur ingebouwd in de menselijke fysiologie, waardoor je de systemen van het lichaam kunt hacken.

nervus stimulation, of VNS, begon in de jaren negentig, toen Cyberonics, Uit Houston, een geïmplanteerde stimulator ontwikkelde om bijzonder zware gevallen van epilepsie te behandelen. Die aanvraag was nog maar het begin. Onderzoekers ontdekten al snel dat stimulatie het potentieel had om een verscheidenheid aan kwalen te behandelen, waaronder pijnlijke neurologische aandoeningen zoals migraine en fibromyalgie, ontstekingsproblemen zoals de ziekte van Crohn en astma, en psychiatrische kwalen zoals depressie en obsessief – compulsieve stoornis.

wetenschappelijk enthousiasme niettegenstaande, is de klinische voorgeschiedenis van VNS gemengd. De proeven met patiënten die aan behandelingsresistente depressie lijden produceerden goede resultaten-maar niet helemaal goed genoeg om de V. S. regering te overtuigen-lopen verzekeringsprogramma ‘ s om voor het gebruik ervan te betalen. Afgelopen augustus, presteerde een stimulator geproduceerd door Boston Scientific slecht in een grote studie met patiënten met hartfalen. Cyberonica en haar concurrenten zijn nog steeds het uitzoeken welke signalen het beste zijn om langs de vagus zenuw te sturen om de systemen van de hersenen aan te boren en te repareren wat ons mankeert.

vooruitgang is ondraaglijk traag. Behandelingen vereisen meestal het implanteren van een pocket-watch-size pulsgenerator in de borst van een patiënt, die is aangesloten op een paar elektroden die de nervus vagus in de nek omcirkelen. Bij deze studies zijn patiënten betrokken voor wie alle andere opties zijn mislukt of uitgesloten en die bereid zijn een invasieve “behandeling van laatste redmiddel te ondergaan.”

maar wat als VNS het eerste zou kunnen zijn dat uw arts u voorschreef? Wat als, zoals ElectroCore belooft, het echt zo makkelijk was als het nemen van een pil? Dat is wat de New Jersey gevestigde startup is gericht op. ElectroCore heeft de eerste vagus zenuwstimulator ontwikkeld die niet geïmplanteerd is: het is een handheld apparaat dat je gewoon tegen je nek drukt. Als dat alles is wat nodig is om de hersenen te hacken en een aantal van de meest zorgwekkende aandoeningen te behandelen, kan de geneeskunde er over tien jaar heel anders uitzien.

het idee dat deze enkele zenuw zo ‘ n diepgaand effect kan hebben op zoveel verschillende organen en kwalen lijkt vergezocht. Om de onderliggende logica van deze behandeling te begrijpen, overweeg de anatomie van de nervus vagus en waar deze zich verbindt met de hersenen.

de zenuw eindigt in de hersenstam op een structuur die de nucleus tractus solitarius wordt genoemd. “De NTS is een knooppunt in de hersenen”, legt Milton Morris uit, die tot voor kort senior vice president was van R&D bij Cyberonics. Van daaruit reizen de signalen van de nervus vagus naar andere belangrijke hersenstructuren met verbijsterende Latijnse namen, zoals de locus coeruleus en de dorsale raphe kernen. De meeste van deze structuren produceren neurotransmitters—de chemische stoffen die hersencellen gebruiken om te communiceren—die een remmend effect hebben, waardoor de prikkelbaarheid van een neuron afneemt.

dat anatomische perspectief verduidelijkt hoe VNS zijn therapeutische voordelen produceert. Een epileptische aanval, bijvoorbeeld, is het resultaat van golven van opwinding die door de hersenen vegen. Het inzetten van de natuurlijke dempers van de hersenen zou—en blijkbaar doet—ervoor zorgen dat deze golven peter out. Veel van de kwalen nu wordt onderzocht door vagus zenuwonderzoekers waarschijnlijk betrekken soortgelijke overexcitation, of overgevoeligheid. “Epilepsie is misschien maar één kant van een spectrum”, zegt Errico.

sommige verbindingen langs dit spectrum zijn al lang bekend: ongeveer 2400 jaar geleden merkte Hippocrates een verband op tussen epilepsie en depressie, twee kwalen die nu behandeld worden met VNS. Onderzoekers zijn gestuit op andere links meer recent: Errico en wetenschappers aan de Columbia University ontdekten dat astmapatiënten ze met succes behandeld met stimulatie gemeld minder hoofdpijn.

ElectroCore vond verdere aanwijzingen van relaties tussen ziekten door zich te verdiepen in patiëntenklachten die werden verzameld door de National Health Service van het Verenigd Koninkrijk. Het sorteren van de gegevens hielp het bedrijf zijn eerste klinische doelen—migraine en clusterhoofdpijnen-te identificeren, maar stelde ook toekomstige onderzoeksrichtingen voor. De gegevens toonden aan dat de zorg voor patiënten met hoofdpijn verrassend duur is, omdat ze artsen tot drie keer zo vaak als gemiddeld raadplegen en tot vier keer zoveel medicijnen innemen. Maar al deze extra gezondheidszorg is niet per se aan te pakken hun hoofdpijn; deze patiënten hebben de neiging om andere chronische aandoeningen zoals fibromyalgie, angst, en astma die kunnen worden behandeld door middel van VNS. De gegevens suggereren dat deze voorwaarden een gemeenschappelijke wortel kunnen hebben, ten minste bij sommige patiënten.

vandaag worden deze problemen geserveerd door een miljardenmarkt voor geneesmiddelen. Maar die medicijnen werken niet altijd, en ze kunnen verontrustende bijwerkingen hebben. Dus in plaats van te proberen om deze elektronische upstarts te verpletteren, doen sommige grote farmaceutische bedrijven mee aan het spel.

De Britse medicijngigant GlaxoSmithKline was met haar steun het meest publiek en gebruikte zelfs de term “elektroceuticals” om de opkomende therapieën te beschrijven. “Ons doel is in principe om de elektrische taal van de zenuwen te spreken om een hoger behandelingseffect te bereiken,” zei Kristoffer Famm, hoofd bio-elektronica onderzoek bij GSK, in een recent interview. In 2013, GSK creëerde een US $50 miljoen venture capital arm, Action Potential Venture Capital, om electroceutical startups te financieren. De eerste keuze was het vagus zenuwimplantaat bedrijf SetPoint Medical.

SetPoint werd mede opgericht door Kevin Tracey, een neurochirurg en immunoloog. Gemotiveerd door de mysterieuze dood van een zuigeling brand patiënt onder zijn hoede, Tracey ging op om het bestaan van de “inflammatoire reflex”te bewijzen—een route waardoor de hersenen ontstekingen kunnen onderdrukken door het sturen van signalen via de nervus vagus naar de milt. SetPoint Medical is gewijd aan het manipuleren van die reflex om reumatoïde artritis en de ziekte van Crohn, onder andere inflammatoire aandoeningen te behandelen. Hoewel de therapie vereist een geïmplanteerde stimulator, het kleine apparaat past volledig in de nek van de patiënt, sterk verminderen van de omvang van de operatie. Het bedrijf heeft er altijd naar gestreefd om het apparaat zo veel mogelijk als een medicamenteuze therapie te maken, legt SetPoint chief technical officer Mike Faltys uit. “We kregen geen farmaceutische financiering tot voor kort, “zegt hij,” maar we hadden het farmaceutische idee vanaf het begin.”

denk even na over pillen: u neemt ze volgens een schema of als reactie op een symptoom. Ze zijn draagbaar,en hun aantal kan worden beperkt door Recept.

Het apparaat van ElectroCore deelt al deze attributen, zegt Errico. Een typisch regime is twee of drie doses van 2 minuten twee keer per dag, maar als je een migraine voelt opkomen, kun je de stimulator gebruiken om een volledige aanval af te leiden. ElectroCore ‘ s apparaat is kleiner dan een iPhone 6, dus het is gemakkelijk om rond te dragen. (De ingenieurs van het bedrijf hebben onlangs een stimulator in het geval van een Samsung-smartphone gebouwd om te laten zien dat het zou kunnen worden gedaan.) En het kan door uw arts worden geprogrammeerd om een bepaald aantal doses af te geven.het maken van ‘ s werelds eerste niet-invasieve zenuwstimulator was een hele technische uitdaging. Denk aan het signaleringsprobleem: de nervus vagus bestaat uit vele individuele zenuwvezels van verschillende types, sommige zenden signalen naar de hersenen en sommige signaleren naar de organen. Sommigen doen nuttige dingen zoals het kalmeren over opwinding in de hersenen of het signaleren van de milt om ontsteking te verminderen, maar anderen doen dingen die gevaarlijk kunnen zijn, zoals het vertragen van uw hartslag. Het signaal moet in staat zijn om de “goede” vezels te activeren, terwijl de “slechte” degenen ongewijzigd.

bijkomend probleem is dat om de zenuw te bereiken, de stimulator zijn signaal door enkele centimeters vlees moet overbrengen zonder buitensporige spiercontracties te veroorzaken. Het signaal moet ook door een laag huid gaan die zowel elektrisch resistief is als boordevol pijnreceptoren.

Elektrocore ‘ s onderzoekers wisten dat het sturen van het signaal door de goede vezels in plaats van de slechte is gewoon een kwestie van het raken van een sweet spot van signaalsterkte. Hun echte innovatie was het sturen van dat signaal pijnloos door de huid, legt vice president research Bruce J. Simon uit. De sleutel, zegt hij, is om te begrijpen dat de huid werkt zoals een condensator in een filtercircuit doet: het blokkeert gelijkstroom en lage frequenties, maar een hoog genoeg frequentie signaal zal passeren. Maar hersenreacties op VN ‘ s zijn frequentieafhankelijk. ElectroCore ‘ s hersenhacking code heeft 25 een milliseconde pulsen per seconde nodig … maar deze lage frequentie zou pijnreceptoren activeren terwijl ze door de huid gaan. Dus de stimulator vormt elk van de 25 pulsen van een uitbarsting van 5.000 hertz. De hoogfrequente signalen glijden pijnloos langs de huid, verliezen slechts ongeveer de helft van hun kracht langs de weg. De zenuwvezels zelf doen de rest van het werk, het aanpassen van het signaal dat hen bereikt, zodat alleen de trein van 25 pulsen blijft te verspreiden in de hersenen.

de handheld-stimulator kan pulsen produceren bij verschillende spanningen; omdat de nek en zenuwen van mensen anatomisch variëren, is de spanning voor elke patiënt instelbaar—hoewel het altijd onder het niveau blijft dat de slechte zenuwen zou activeren. Elektrocore ‘ s onderzoekers vonden dat de optimale spanning ongeveer gelijk is aan het niveau dat ervoor zorgt dat de onderlip van een persoon trilt.”mijn nummer is 28,” zegt chief operating officer Frank Amato, terwijl hij het apparaat demonstreert. Je krijgt het gevoel dat iedereen bij ElectroCore zijn of haar nummer kent. Ik probeerde het ook, maar op mijn arm en met het doel om mijn hand te laten samentrekken. Mijn nummer was 12.

Elektrocore is niet alleen in het zoeken naar een niet-invasieve manier om toegang te krijgen tot de nervus vagus. Het in Duitsland gevestigde Cerbomed heeft een stimulator ontwikkeld die hangt aan een deel van het oor waar een kleine tak van de nervus vagus dicht bij de huid ligt. Concurrenten zijn sceptisch dat het stimuleren van deze kleine tak zal voldoende veranderingen in de hersenen veroorzaken, maar Cerbomed citeert studies waaruit blijkt dat de stimulator produceert een patroon van neurale activering vergelijkbaar met die geproduceerd door meer typische vormen van VNS. Het bedrijf is nu bezig met een klinische proef voor de behandeling van epilepsie en heeft geëxperimenteerd met behandelingen voor migraine, schizofrenie, en tinnitus ook.u zou kunnen denken dat Elektrocore ‘ s niet-invasieve nervus vagus stimulator makers van meer conventionele systemen ongerust zou maken. Voor die bedrijven is het allemaal een kwestie van compliance en controle.

therapietrouw is het vermogen of de bereidheid van een patiënt om de behandeling voort te zetten. Zoals voormalig Cyberonics staflid Morris erop wijst, kunnen sommige patiënten van het bedrijf te ziek zijn om betrouwbaar een zelf-toegediend systeem te gebruiken. Sommige epileptische patiënten, bijvoorbeeld, kunnen voelen hun aanvallen komen op en activeren hun implantaten, maar anderen niet ervaren dergelijke voorafschaduwing. Geïmplanteerde stimulatoren kunnen hun therapieën automatisch leveren. Bovendien kan het maanden of zelfs een paar jaar duren voordat epileptische patiënten de volledige voordelen van vagus zenuwstimulatie krijgen, zegt hij. “Als hij geen opluchting krijgt, kan een patiënt stoppen voordat het er is.”

bedrijven die invasieve vagus zenuwstimulatoren maken, houden ook van de garantie dat ze de levering van een precies afgestemd signaal aan de vagus zenuw alleen kunnen controleren. Cyberonics werkt ook aan een therapie voor hartfalen, waarbij de arts het elektrische signaal gedurende vele weken zorgvuldig opvoert. Morris denkt dat deze progressie te moeilijk te controleren is zonder een implantaat.

het in Dallas gevestigde bedrijf MicroTransponder ontwikkelt een geïmplanteerd apparaat om tinnitus en beroerte te behandelen. De Chief scientific officer van het bedrijf, Navzer Engineer, zegt dat externe stimulatoren de timing en signaalintegriteit van zijn systeem niet konden evenaren. “We weten dat het werkt en we kennen de parameters”, zegt hij. “Ik weet niet zeker of we deze parameters kennen als we een niet-invasief systeem gebruiken.”

ElectroCore ‘ s Errico erkent dat compliance een probleem kan zijn voor sommige patiënten, maar hij is ervan overtuigd dat het apparaat van zijn bedrijf exact genoeg controle heeft om een breed scala aan aandoeningen te behandelen.

misschien wel het grootste voordeel van de niet-invasieve aanpak is de economie. Implantaten moeten jarenlang in het lichaam werken zonder zelf beschadigd te raken of problemen te veroorzaken, en dat is niet goedkoop: het Amerikaanse verzekeringsprogramma Medicaid betaalt ongeveer $20.000 voor het Cyberonica epilepsie-apparaat en de implantatie ervan. Voor die prijs is het niet verwonderlijk dat implantaten vaak een laatste redmiddel zijn. Daarentegen kost het niet-invasieve systeem van ElectroCore in Europa het equivalent van $200 tot $400, afhankelijk van het aantal doses dat in het apparaat wordt geprogrammeerd.

tegen die prijs, Medical University Of South Carolina brain-stimulation scientist Mark S. George stelt zich een scenario voor dat zowel invasieve als niet-invasieve technologie zou winnen. Zoals elke therapie werkt VNS niet voor iedereen. Zelfs in zijn meest gevestigde gebruik, epilepsie, VNS helpt slechts ongeveer 40 procent van degenen die het implantaat te krijgen. George suggereert dat patiënten kunnen beginnen met niet-invasieve stimulatie, en als ze erop reageren, kunnen ze doorgaan met de implantatie procedure wetende van tevoren dat ze zullen profiteren. Dit zou de totale kosten drukken, omdat minder patiënten onnodig implantaten zouden krijgen.

in ieder geval heeft ElectroCore nog veel te bewijzen: Hoewel het apparaat voldoet aan de Europese wettelijke normen voor de behandeling van migraine en andere hoofdpijn, vereist de goedkeuring van de Amerikaanse markt strengere klinische proeven, die nu worden beoordeeld door de Food and Drug Administration. En de wetenschappers van het bedrijf onderzoeken nog steeds mogelijke toepassingen in gastro-enterologie, psychiatrie en pulmonologie.

indien klinische studies uiteindelijk de waarde van dit systeem voor andere chronische aandoeningen bewijzen, zou het lage prijskaartje het concurrerend maken met standaard medicijnbehandelingen. En in tegenstelling tot farmaceutische behandelingen, lijkt de zenuwstimulator geen grote bijwerkingen te hebben. Vandaar de buzz over elektroceuticals. Iedereen die ooit zal lijden aan een van die kwalen of om iemand geeft die dat wel doet—met andere woorden, bijna iedereen—kan binnenkort profiteren van dit nieuwe elektronische tijdperk van de geneeskunde.

Dit artikel verscheen oorspronkelijk in druk als ” Follow the Wandering Nerve.”