Tratamiento de la obesidad a través de la neuromodulación
La obesidad es una de las principales causas de muerte y ha alcanzado el nivel de pandemia mundial. En la actualidad, más de 1 900 millones de adultos y 42 millones de niños tienen sobrepeso o son obesos, y estas cifras siguen creciendo. De hecho, la obesidad constituyó uno de los factores principales de la disminución, tras muchos años de un aumento constante, de la tasa de esperanza de vida de la Unión Europea en 2017. Konstantin Nikolic, coordinador del proyecto financiado por el Consejo Europeo de Investigación (CEI) i2MOVE (An Intelligent Implantable MOdulator of Vagus nervE function for treatment of Obesity), comenta: «Dado que la obesidad es una enfermedad compleja, multifactorial y sistémica, su prevención, tratamiento y control no suele ser una tarea sencilla. Si bien existen varios métodos disponibles en la actualidad, desde la estimulación suave hasta estimuladores eléctricos implantables y la cirugía bariátrica, la mayoría han tenido un éxito limitado o conllevan riesgos significativos». El proyecto i2MOVE pretende hacer frente a la obesidad mediante el desarrollo de una solución tecnológica innovadora, a saber: un implante de inspiración biológica. Nikolic explica: «El objetivo es actuar de manera específica sobre el nervio vago, que transmite información entre el intestino y el encéfalo. De esta manera, queremos estimular los nervios del abdomen para que imiten lo que pasa después de comer y, así, poder controlar el apetito». El eje intestino-encéfalo El proyecto desarrolló un microchip que se adhiere al interior del intestino y que puede decirle al encéfalo si el estómago está lleno o vacío mediante el empleo de una tecnología de microchip sencilla. «A diferencia de los dispositivos de estimulación del nervio vago ya disponibles en el mercado y utilizados para tratar la epilepsia, la solución de i2MOVE incorpora la retroalimentación fisiológica (en forma de actividad del nervio vago) y la inteligencia artificial para combinar la ingesta de alimentos con la estimulación», aclara Nikolic. Un nuevo sistema en un chip (SoC, por sus siglas en inglés) integrado —diseñado y evaluado en su totalidad bajo los auspicios del proyecto— constituye la base del dispositivo i2MOVE. El SoC consiste en un procesador multicanal para el registro eléctrico y químico de la actividad neuronal, cuyas capacidades de procesamiento incluyen algoritmos de aprendizaje automático locales en un chip que determinan el momento y el grado de estimulación. Una vez desarrollado el SoC, los investigadores del proyecto lograron todo un hito: llevar a cabo la detección química «in vivo» a través de un sensor i2MOVE implantado. Durante el ensayo, los investigadores detectaron satisfactoriamente cambios en el pH extracelular neural, que está relacionado tanto con la hormona colecistocinina como con la distensión gástrica. Es más, los algoritmos del sistema utilizaron con éxito cualquier cambio detectado en el pH para activar automáticamente el dispositivo de estimulación implantado en el nervio vago. «Por lo que sé, se trata del primer dispositivo de neuromodulación de bucle cerrado que utiliza la modalidad de señal múltiple para lograr la toma de decisiones y el ajuste de la dosis de estimulación en un implante de bucle cerrado», añade Nikolic. Dispositivos de neuromodulación futuros En la siguiente fase de desarrollo, el dispositivo se someterá a ensayos preclínicos, en los que el dispositivo se implantará y funcionará en un animal consciente y en movimiento. «Esta es una etapa necesaria antes de planificar un ensayo clínico en humanos», explica Nikolic. La tecnología desarrollada bajo los auspicios del proyecto también ha encontrado su camino en otras áreas, incluidos los tratamientos para el cáncer gástrico, la supresión de la tos, la detección de la isquemia cardíaca y un enfoque «suave» respecto a la obesidad a través de un cambio conductual basado en recomendaciones personalizadas de productos alimenticios. «En cuanto al legado del proyecto en general, espero que la detección neuroquímica se convierta en una modalidad de señal clave para el control de una gama de actividades neuronales», concluye Nikolic.
Palabras clave
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