Um dispositivo implantado - um pouco como um marca-passo - estimula eletricamente o nervo vago, enquanto inibe a atividade nervosa indesejada de uma forma direcionada.

Formas de tratamento da estimulação do nervo vago contra a inflamação crônica já foram testadas com sucesso em seres humanos pela indústria privada com a intenção de disponibilizá-las aos pacientes. Mas a inovação dos pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia acrescenta que um sinal inibidor poderia aumentar a eficácia clínica e o benefício terapêutico dos tratamentos existentes.

“Usamos um eletrodo com frequência de quilohertz que bloqueia a condução nervosa indesejada, além do eletrodo que estimula a atividade nervosa”, diz o pesquisador principal Robert Butera, professor indicado em conjunto na Escola de Engenharia Elétrica e de Computação e no departamento de engenharia biomédica. "Nós organizamos os dois próximos um do outro, então o eletrodo de bloqueio força a estimulação do eletrodo estimulante a ir somente em uma direção."

A inovação dos pesquisadores poderia, teoricamente, ser implementada de forma relativamente rápida, aumentando os dispositivos clínicos existentes. Até agora, os testes em ratos retornaram resultados muito encorajadores, e eles foram alcançados sem tomar medidas mais drásticas notáveis ​​em outros experimentos para otimizar este tipo de tratamento - como uma vagotomia, o corte de parte do vago.

“Os estudos originais em animais sobre os benefícios antiinflamatórios da estimulação do nervo vago recorreram às transecções nervosas para alcançar a estimulação direcional, bem como para aumentar a eficácia da estimulação nervosa. Mas cortar o vago não é clinicamente viável, devido à multiplicidade de funções corporais vitais que ele monitora e regula.

"Nossa abordagem fornece o mesmo benefício terapêutico, mas também é imediatamente reversível, controlável e clinicamente viável", diz o pesquisador Yogi Patel, um estudante de pós-graduação em bioengenharia.

"Nós chamamos isso de uma vagotomia virtual", diz Butera.

Patel, Butera e colegas relatam os resultados de seu estudo na revista Relatórios Científicos.

O que é o nervo vago?

Para entender como funciona esse novo ajuste bioeletrônico, vamos começar pelo próprio nervo vago.

Encontra-se fora da coluna vertebral e corre em duas partes na frente do pescoço de cada lado. É fácil esquecer porque, embora ajude você a sentir algumas sensações limitadas como dor e calor de um punhado de órgãos internos, essas sensações não são tão gritantes e comuns quanto quando você estende a mão e toca algo com a mão.

Seu sistema nervoso voluntário, ou somático, é responsável pelo alcance, contato e sensibilidade, e o nervo vago pertence ao seu sistema nervoso involuntário - na verdade chamado de sistema nervoso autônomo. Embora você possa sentir os efeitos de forma menos consciente, você não poderia sobreviver sem um vago.

“O nervo vago transmite uma quantidade incrível de informações relacionadas ao estado e função dos órgãos viscerais - seu trato digestivo, seu coração, seus pulmões, informações sobre os nutrientes que você ingere - qualquer coisa necessária para a homeostase (equilíbrio fisiológico)”, diz Patel. .

O nervo vago é a linha vital entre os centros de controle da função vital do cérebro e dos órgãos viscerais, passando mensagens constantemente entre o hipotálamo e os órgãos para controlar coisas como pulso e respiração, a lubrificação dos seios e a limitação da resposta imunológica.

Resposta imune hiperativa

Aquele último é onde a inflamação entra, porque é parte da resposta imune natural do corpo. Mas quando o sistema imunológico se torna hiperativo, ele pode atacar não apenas os patógenos, mas também os tecidos não infectados, como ocorre com pacientes que sofrem de doenças como artrite reumatóide, síndrome do intestino irritável ou doença de Crohn. Terapias baseadas em medicamentos, muitas vezes não conseguem beneficiá-los significativamente.

As duas partes do sistema nervoso autônomo (involuntário) - o simpático e o parassimpático - influenciam fortemente o sistema imunológico. O nervo vago pertence ao parassimpático.

“É como um sistema de gangorra. Seu sistema nervoso simpático ajuda a chutar o sistema imunológico, e o sistema nervoso parassimpático o tempera ”, diz Patel.

Estimulação elétrica: prós e contras

Estimular o nervo vago suporta esse efeito de moderação, mas também pode excitar um pouco a parte do sistema nervoso que estimula a resposta imune, o que é contraproducente se você estiver tentando acalmá-lo.

“Cada circuito tem um caminho vindo do cérebro e um indo para o cérebro, e quando você estimula eletricamente, você geralmente não tem controle sobre qual deles você consegue. Você costuma receber os dois ”, diz Patel. Esses caminhos geralmente estão no mesmo nervo que está sendo estimulado.

O caminho que sai do cérebro e vai em direção a outros órgãos, chamado de via eferente, é aquele que estimula o controle do sistema imunológico e ajuda a aliviar condições inflamatórias crônicas. O que vai para o cérebro, chamado de via aferente, se estimulado, leva eventualmente ao hipotálamo, uma região do tamanho de uma ervilha no centro do cérebro. Isso desencadeia uma cadeia de respostas hormonais, eventualmente liberando citocinas, moléculas que promovem a inflamação.

"Você recebe uma resposta inflamatória elevada quando estimula as vias aferentes, que transmitem ativamente informações sobre seu estado interno e acionam o sistema imunológico quando necessário", diz Patel. "E se um paciente já está em um estado imune hiperativo, você não quer empurrar isso ainda mais."

Estimular para baixo (eferente), enquanto bloqueia a atividade do nervo vago para cima (aferente) mantém o bom efeito, evitando possíveis efeitos ruins. Nos animais que receberam este tratamento, os exames de sangue mostraram que a inflamação diminuiu acentuadamente. Mais importante ainda, este tratamento pode ser ligado ou desligado, e estar sintonizado com as necessidades de cada paciente.

Os Institutos Nacionais de Saúde e a Fundação Amigos de Ian financiaram o trabalho.

Fonte: Georgia Tech

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