„aceasta este o sticlă de pastile”, spune J. P. Errico, arătându-mi ceva care, evident, nu este o sticlă de pastile.

Errico, cofondator și CEO al ElectroCore Medical, deține GammaCore, un stimulator neinvaziv al nervului vag. Dacă ElectroCore ‘ S R&D funcționează, acest dispozitiv este pe cale să transforme decenii de dovezi despre importanța unui singur nerv într-un nou tip de medicament: o terapie electrică la fel de benignă ca o baie de dimineață și la fel de simplă ca să scoți o pastilă cu cafeaua.

Uită-te la o diagramă de anatomie și importanța nervului vag sare la tine. Vagus înseamnă” rătăcire ” în latină și, fidel numelui său, nervul șerpuiește în jurul pieptului și abdomenului, conectând majoritatea organelor cheie—inima și plămânii incluși—la tulpina creierului. Este ca o ușă din spate încorporată în fiziologia umană, permițându-vă să hackați sistemele corpului.

stimularea nervului vag, sau VNS, a început în anii 1990, când Cyberonics, Din Houston, a dezvoltat un stimulator implantat pentru a trata cazurile deosebit de dificile de epilepsie. Această aplicație a fost doar începutul. Cercetătorii au descoperit curând că stimularea are potențialul de a trata o varietate de afecțiuni, inclusiv afecțiuni neurologice dureroase, cum ar fi migrene și fibromialgie, probleme inflamatorii, cum ar fi boala Crohn și astmul, și afecțiuni psihiatrice, cum ar fi depresia și tulburarea obsesiv – compulsivă.

cu toate acestea, entuziasmul științific, istoricul clinic al SNV a fost mixt. Studiile cu pacienți care suferă de depresie rezistentă la tratament au produs rezultate bune-dar nu suficient de bune pentru a convinge programele de asigurare conduse de Guvernul SUA să plătească pentru utilizarea sa. În August trecut, un stimulator produs de Boston Scientific a avut rezultate slabe într-un studiu major cu pacienți cu insuficiență cardiacă. Cyberonics și concurenții săi încă își dau seama ce semnale sunt cele mai bune pentru a trimite de-a lungul nervului vag pentru a intra în sistemele creierului și a repara ceea ce ne doare.

progresul a fost extrem de lent. Tratamentele necesită de obicei implantarea unui generator de impulsuri de buzunar în pieptul unui pacient, care este conectat la o pereche de electrozi care înconjoară nervul vag în gât. Aceste studii implică pacienți pentru care toate celelalte opțiuni au eșuat sau au fost excluse și care sunt dispuși să se supună unui „tratament invaziv de ultimă instanță.”

dar ce se întâmplă dacă VNS ar putea fi primul lucru pe care medicul dumneavoastră prescris? Ce se întâmplă dacă, așa cum promite ElectroCore, a fost într-adevăr la fel de ușor ca a lua o pastilă? Asta urmărește startup–ul din New Jersey. ElectroCore a dezvoltat primul stimulator al nervului vag care nu este implantat: este un dispozitiv portabil pe care pur și simplu îl apăsați pe gât. Dacă asta este tot ce trebuie pentru a intra în creier și a trata unele dintre cele mai tulburătoare condiții din jur, medicina ar putea arăta foarte diferit peste un deceniu.

ideea că acest nerv unic poate avea un efect atât de profund asupra multor organe și afecțiuni diferite ar putea părea exagerată. Pentru a înțelege logica de bază a acestui tratament, luați în considerare anatomia nervului vag și unde se conectează la creier.

nervul se termină în trunchiul cerebral la o structură numită nucleul tractus solitarius. „NTS este o joncțiune în creier”, explică Milton Morris, care până de curând a fost vicepreședinte senior al R&D la Cyberonics. De acolo, semnalele nervului vag se deplasează către alte structuri importante ale creierului cu nume latine uimitoare, cum ar fi locus coeruleus și nucleele raphe dorsale. Majoritatea acestor structuri produc transmițătoare neuronale—substanțele chimice pe care celulele creierului le folosesc pentru a comunica—care au un efect inhibitor, scăzând excitabilitatea unui neuron.

această perspectivă anatomică clarifică modul în care VNS produce beneficiile sale terapeutice. O criză epileptică, de exemplu, este rezultatul valurilor de excitație care străbat creierul. Desfășurarea amortizoarelor naturale ale creierului ar trebui—și se pare că nu—să provoace aceste valuri să se desprindă. Multe dintre afecțiunile investigate acum de cercetătorii nervului vag implică probabil o supraexcitație similară sau o suprasensibilitate. „Epilepsia ar putea fi doar un capăt al unui spectru”, spune Errico.unele conexiuni de-a lungul acestui spectru sunt cunoscute de mult timp: în urmă cu aproximativ 2.400 de ani, Hipocrate a observat o asociere între epilepsie și depresie, două afecțiuni tratate acum cu VNS. Cercetătorii au dat peste alte legături mai recent: Errico și oamenii de știință de la Universitatea Columbia au descoperit că astmaticii pe care i-au tratat cu succes cu stimulare au raportat mai puține dureri de cap.

ElectroCore a găsit indicii suplimentare despre relațiile dintre maladii, aprofundând plângerile pacienților colectate de Serviciul Național de sănătate din Regatul Unit. Sortarea datelor a ajutat compania să—și identifice primele ținte clinice—migrene și dureri de cap cluster-dar a sugerat și direcții viitoare de cercetare. Datele au arătat că îngrijirea pacienților cu dureri de cap este surprinzător de costisitoare, deoarece aceștia consultă medicii de până la trei ori mai des decât media și iau până la patru ori mai multe medicamente. Dar toate aceste îngrijiri suplimentare de sănătate nu sunt neapărat pentru a aborda durerile de cap; acești pacienți tind să aibă alte afecțiuni cronice, cum ar fi fibromialgia, anxietatea și astmul care pot fi tratate prin VNS. Datele sugerează că aceste afecțiuni pot avea o rădăcină comună, cel puțin la unii pacienți.

astăzi aceste probleme sunt deservite de o piață farmaceutică de miliarde de dolari. Dar aceste medicamente nu funcționează întotdeauna și pot avea efecte secundare tulburătoare. Deci, în loc să încerce să strice aceste parvenite electronice, unele companii farmaceutice mari intră în joc.

gigantul britanic de droguri GlaxoSmithKline a fost cel mai public cu sprijinul său, chiar inventând termenul „electroceutice” pentru a descrie terapiile emergente. „Scopul nostru, practic, este să vorbim limbajul electric al nervilor pentru a obține un efect de tratament mai mare”, a declarat Kristoffer Famm, șeful cercetării bioelectronice la GSK, într-un interviu recent. În 2013, GSK a creat un braț de capital de risc de 50 de milioane de dolari SUA, capital de risc potențial de acțiune, pentru a finanța startup-uri electroceutice. Prima alegere a fost compania de implanturi nervoase vagi SetPoint Medical.SetPoint a fost cofondat de Kevin Tracey, neurochirurg și imunolog. Motivată de moartea misterioasă a unui pacient ars sub îngrijirea sa, Tracey a continuat să demonstreze existența „reflexului inflamator”—o cale prin care creierul poate înăbuși inflamația prin trimiterea de semnale prin nervul vag către splină. SetPoint Medical este dedicat manipulării acelui reflex pentru a trata artrita reumatoidă și boala Crohn, printre alte afecțiuni inflamatorii. Deși terapia sa necesită un stimulator implantat, dispozitivul mic se potrivește în întregime în gâtul pacientului, reducând foarte mult amploarea intervenției chirurgicale. Compania și-a propus întotdeauna să facă dispozitivul cât mai mult posibil ca o terapie medicamentoasă, explică directorul tehnic SetPoint Mike Faltys. „Nu am primit finanțare farmaceutică până de curând”, spune el, ” dar am avut ideea farmaceutică de la început.”

gândiți-vă la pastile pentru o clipă: le luați fie pe un program, fie ca răspuns la un simptom. Sunt portabile, iar numărul lor poate fi limitat prin prescripție medicală.

dispozitivul ElectroCore împărtășește toate aceste atribute, spune Errico. Un regim tipic este de două sau trei doze de 2 minute de două ori pe zi, dar dacă simțiți că apare o migrenă, puteți utiliza stimulatorul pentru a evita un atac complet. Dispozitivul ElectroCore este mai mic decât un iPhone 6, deci este ușor să vă plimbați. (Inginerii companiei au construit recent un stimulator în cazul unui smartphone Samsung doar pentru a arăta că se poate face.) Și poate fi programat de către medicul dumneavoastră pentru a livra un număr stabilit de doze.

realizarea primului Stimulator nervos neinvaziv din lume a fost o provocare inginerească. Luați în considerare problema de semnalizare: nervul vag este alcătuit din mai multe fibre nervoase individuale de mai multe tipuri diferite, unele transmit semnale în sus în creier și unele semnalizând până la organe. Unii fac lucruri utile, cum ar fi calmarea excitației din creier sau semnalizarea splinei pentru a reduce inflamația, dar alții fac lucruri care ar putea fi periculoase, cum ar fi încetinirea ritmului cardiac. Semnalul trebuie să poată activa fibrele „bune”, lăsând neschimbate cele „rele”.

adăugarea dificultății este că pentru a ajunge la nerv, stimulatorul trebuie să-și transmită semnalul prin câțiva centimetri de carne fără a provoca contracții musculare excesive. Semnalul trebuie, de asemenea, să treacă printr-un strat de piele care este atât rezistiv electric, cât și plin de receptori de durere.

cercetătorii ElectroCore știau că direcționarea semnalului prin fibrele bune în loc de cele rele este doar o chestiune de lovire a unui punct dulce de putere a semnalului. Inovația lor reală a fost trimiterea acelui semnal fără durere prin piele, explică vicepreședintele cercetării Bruce J. Simon. Cheia, spune el, este să înțelegem că pielea acționează așa cum face un condensator dintr-un circuit de filtrare: blochează curentul direct și frecvențele joase, dar un semnal de frecvență suficient de mare va trece prin el. Dar răspunsurile creierului la VNS sunt dependente de frecvență. Codul de hacking al creierului ElectroCore are nevoie de 25 de impulsuri de o milisecundă pe secundă—dar această frecvență a scăzută ar declanșa receptorii durerii în timp ce trec prin piele. Deci stimulatorul formează fiecare dintre cele 25 de impulsuri dintr-o explozie de 5.000 hertz. Semnalele de înaltă frecvență alunecă fără durere pe lângă piele, pierzând doar aproximativ jumătate din puterea lor pe parcurs. Fibrele nervoase în sine fac restul lucrării, modificând semnalul care ajunge la ele, astfel încât doar trenul de 25 de impulsuri rămâne să se propage în creier.

stimulatorul portabil poate produce impulsuri la o gamă de tensiuni; deoarece gâturile și nervii oamenilor variază anatomic, tensiunea este reglabilă pentru fiecare pacient—deși rămâne întotdeauna sub nivelul care ar declanșa nervii răi. Cercetătorii ElectroCore au descoperit că tensiunea optimă este aproximativ egală cu nivelul care determină buza inferioară a unei persoane să se răsucească.

„numărul meu este 28”, spune directorul operațional al companiei, Frank Amato, în timp ce demonstrează dispozitivul. Ai sentimentul că toată lumea de la ElectroCore știe numărul lui sau a ei. Am încercat, de asemenea, deși pe brațul meu și cu scopul de a provoca mâna mea de a contracta. Numărul meu era 12.

ElectroCore nu este singur în căutarea unui mod neinvaziv de a accesa nervul vag. Cerbomed din Germania a dezvoltat un stimulator care atârnă pe o parte a urechii, unde o ramură minoră a nervului vag se află aproape de piele. Concurenții sunt sceptici că stimularea acestei ramuri mici va provoca schimbări suficiente în creier, dar Cerbomed citează studii care arată că stimulatorul său produce un model de activare neuronală similar cu cel produs de forme mai tipice de VNS. Compania efectuează acum un studiu clinic pentru tratamentul epilepsiei și a experimentat și tratamente pentru migrenă, schizofrenie și tinitus.

s-ar putea să credeți că stimulatorul neinvaziv al nervului vag al ElectroCore ar avea îngrijorați producătorii de sisteme mai convenționale. Pentru acele companii, totul este o chestiune de Conformitate și control.

complianța este capacitatea sau dorința unui pacient de a urma o terapie. După cum subliniază fostul personal Cyberonics Morris, unii dintre pacienții companiei pot fi prea bolnavi pentru a utiliza în mod fiabil un sistem autoadministrat. Unii pacienți epileptici, de exemplu, își pot simți convulsiile și își pot activa implanturile, dar alții nu experimentează o astfel de prefigurare. Stimulatorii implantați își pot livra terapiile în mod automat. Mai mult, poate dura luni sau chiar câțiva ani pentru ca pacienții epileptici să obțină beneficiile complete ale stimulării nervului vag, spune el. „Dacă nu primește ajutor, un pacient ar putea renunța înainte de a ajunge acolo.”

companiile care produc stimulatori invazivi ai nervului vag, de asemenea, ca garanția că pot controla livrarea unui semnal precis reglat numai nervului vag. Cyberonics lucrează, de asemenea, la o terapie cu insuficiență cardiacă, în care medicul crește cu atenție semnalul electric pe parcursul mai multor săptămâni. Morris crede că această evoluție ar fi prea dificil de controlat fără un implant.compania Microtransponder din Dallas dezvoltă un dispozitiv implantat pentru a trata tinitusul și accidentul vascular cerebral. Directorul științific al companiei, inginerul Navzer, spune că stimulatorii externi nu se pot potrivi cu precizia de sincronizare și integritatea semnalului sistemului său. „Știm că funcționează și cunoaștem parametrii”, spune el. „Nu sunt sigur că am cunoaște acești parametri dacă am folosi un sistem neinvaziv.”

Errico de la ElectroCore recunoaște că conformitatea poate fi o problemă pentru unii pacienți, dar este convins că dispozitivul companiei sale are un control suficient pentru a trata o gamă largă de afecțiuni.poate că cel mai mare avantaj al abordării neinvazive este economia. Implanturile trebuie să funcționeze în interiorul corpului ani de zile fără a fi deteriorate sau a provoca probleme, iar acest lucru nu este ieftin: programul de asigurare al guvernului american Medicaid plătește aproximativ 20.000 de dolari pentru dispozitivul de epilepsie Cibernetică și implantarea acestuia. La acest preț, nu este surprinzător faptul că implanturile sunt adesea o ultimă soluție. În schimb, sistemul neinvaziv al ElectroCore costă echivalentul a 200 până la 400 USD în Europa, în funcție de câte doze sunt programate în dispozitiv.

la acest preț, Universitatea de Medicină din Carolina de Sud stimularea creierului om de știință Mark S. George își imaginează un scenariu care ar fi un câștig atât pentru tehnologia invazivă, cât și pentru cea neinvazivă. Ca orice terapie, VNS nu funcționează pentru toată lumea. Chiar și în utilizarea sa cea mai stabilită, epilepsia, VNS ajută doar aproximativ 40% dintre cei care primesc implantul. George sugerează că pacienții ar putea începe cu stimulare neinvazivă și, dacă răspund la aceasta, ar putea continua procedura de implantare știind din timp că vor beneficia. Acest lucru ar reduce costurile în general, deoarece mai puțini pacienți ar primi în mod inutil implanturi.

în orice caz, ElectroCore mai are multe de dovedit: În timp ce dispozitivul său a îndeplinit standardele europene de reglementare ca tratament pentru migrene și alte dureri de cap, aprobarea pieței americane necesită studii clinice mai riguroase, care sunt acum revizuite de Food and Drug Administration. Și oamenii de știință ai companiei încă investighează potențialele aplicații în gastroenterologie, psihiatrie și pulmonologie.

dacă studiile clinice dovedesc în cele din urmă valoarea acestui sistem pentru alte afecțiuni cronice, prețul său scăzut l-ar face competitiv cu tratamentele standard pentru medicamente. Și spre deosebire de tratamentele farmaceutice, stimulatorul nervos pare să nu aibă efecte secundare majore. Prin urmare, noutățile despre electroceutice. Oricine va suferi vreodată de una dintre aceste afecțiuni sau îi pasă de cineva care o face—cu alte cuvinte, aproape toată lumea—poate beneficia în curând de această nouă eră electronică a medicinei.

Acest articol a apărut inițial în tipar ca „urmați nervul rătăcitor.”