Д-р Койчева: Биоелектронна медицина, оптогенетика и изкуствен интелект срещу възпалителните процеси

Д-р Койчева разказва за новите терапии в предклинични и клинични изследвания, които дават надежда за много пациенти, които живеят с възпалителни заболявания, рак, диабет, ревматоиден артрит, мултиплена склероза, болест на Крон и др.

Повече от две десетилетия се проучва използването на електричество в целенасочено повлияване на нерви, за да се установи контрол върху възпалителния процес в организма. По този начин се цели лечението на възпалителни заболявания, рак, диабет, ревматоиден артрит, мултиплена склероза, болест на Крон и др. след време да стане възможно без използване на традиционни биологични средства, а предимно чрез методите на биоелектронната медицина.

В статия от октомври м.г., публикувана в списанието Neuron, учени от Института за медицински изследвания Feinstein, д-р Кевин Дж. Трейси и д-р Валентин Павлов съобщават за нови резултати в биоелектронната медицина, включително стимулация на nervus Vagus (блуждаещия нерв), оптогенетика и използване на изкуствен интелект в клиничните грижи в съвременната медицина.

Едно от откритията, направени от д-р Трейси и колеги, доказва ролята на вагусовия нерв в контролирането на имунния отговор в организма, известен като възпалителен рефлекс. Възпалението може да се контролира чрез вагусовия нерв, който е основната магистрала на тялото за информация между невроните, която информация подтиква или ограничава имунния отговор и освобождаването на често вредни възпалителни молекули.

Чрез модулиране на тази невронна рефлексна верига с електричество, изследователите са показали способността да спрат тези вредни възпалителни протеини и да върнат организма към поддържане на хомеостаза.

„През последните 20 години доказахме,че можем да постигнем контрол върху имунната система на организма чрез използване на целенасочено електростимулиране на нервите", коментира д-р Трейси, директор на института Feinstein. Веднъж успеем ли да постигнем контрол върху възпалението, ще можем да контролираме и самата болест, твърди той.

„Откриването на молекулярни мишени, контролирани от нервите, позволява по-нататъшно изследване на използването на устройства и методи за стимулиране на нервите и така - за потенциал в лечение на болестите, казва д-р Павлов, професор в Института по биоелектронна медицина към институтите Feinstein. Въпреки, че все още има много работа за вършене в изследователската лаборатория, окуражаващо е да се види как потенциалът на биоелектронна медицина дава надежда за толкова много хора. Откриването на възпалителния рефлекс, лабораторните стендове и новите технологии доведе до подобрения в сглобяването, микропроизводството, миниатюризацията и дългосрочната стабилност на нервните импланти, както и усъвършенстване дизайна на електродните маншети и използването на други гъвкави материали, използвани за стимулиране и записване на нервната активност.“

Разработването на нови терапии за лечение на различни заболявания и състояния като парализа, ревматоиден артрит, белодробна хипертония и възпалително заболяване на червата чрез целенасочена стимулация на нервите е предмет на биоелектронната медицина – съчетание от молекулярна медицина, неврология и биомедицинско инженерство.

Изкуственият интелект (AI) позволява да се генерират, съхраняват и анализират големи набори от данни, за да се разработят алгоритми за идентифициране на специфични модели, което е полезно при невронно кодиране и картографиране. AI и машинното обучение са от решаващо значение за подобряването на интерфейсите мозък-машина, за да помогнат на хората с неврологични разстройства, както и с парализа.

Оптогенетика или използването на светлина за стимулиране на нервите, както и нервни импланти, дълбока мозъчна стимулация и техники за ултразвукова стимулация се изследват в настоящи клинични изпитвания, за да помогнат на пациенти, страдащи от заболявания на ретината, възпалителни заболявания, депресия, болест на Алцхаймер, болест на Паркинсон и други невродегенеративни и невропсихиатрични разстройства.

Справка: Bioelectronic medicine: Preclinical insights and clinical advances
Valentin A. Pavlov and Kevin J. Tracey
Cell Neuron https://doi.org/10.1016/j.neuron.2022.09.003 https://www.cell.com/neuron/pdf/S0896-6273(22)00808-X.pdf