Traiter l’obésité avec la neuromodulation
Étant l’une des principales causes de décès, l’obésité a atteint le niveau de pandémie mondiale. Aujourd’hui, plus de 1,9 milliard d’adultes et 42 millions d’enfants sont en surpoids ou obèses, et ces chiffres ne cessent d’augmenter. En réalité, après une augmentation constante durant de nombreuses années, les taux d’espérance de vie dans l’UE ont chuté en 2017, et l’obésité y a grandement contribué. «Alors que l’obésité est complexe, multifactorielle et systémique, la prévention, la gestion et le traitement ne sont généralement pas simples», explique Konstantin Nikolic, coordinateur du projet i2MOVE (An Intelligent Implantable MOdulator of Vagus nervE function for treatment of Obesity), financé par le CER. «Bien qu’il existe plusieurs approches actuellement, du petit encouragement aux stimulateurs électriques implantables, en passant par la chirurgie bariatrique, toutes ont connu un succès limité ou comportaient des risques considérables.» Le projet i2MOVE entend lutter contre l’obésité en développant une solution technologique innovante, à savoir un implant bio-inspiré. «L’objectif consiste à cibler le nerf vague, qui transmet les informations entre les intestins et le cerveau», poursuit M. Nikolic. «Ce faisant, nous voulons stimuler les nerfs de l’abdomen afin qu’ils imitent ce qui se produit après avoir ingéré un repas pour nous permettre de contrôler votre appétit.» L’axe intestin-cerveau Le projet a mis au point une micropuce qui adhère à l’intestin et qui peut rapporter au cerveau si l’estomac est plein ou vide en recourant à une simple technologie de micropuce. «Contrairement aux dispositifs de stimulation du nerf vague (SNV) actuellement sur le marché et utilisés pour traiter l’épilepsie, la solution i2MOVE intègre des réactions physiologiques (sous la forme de l’activité du nerf vague) et l’intelligence artificielle pour coupler l’apport alimentaire à la stimulation», explique M. Nikolic. Au centre du dispositif i2MOVE se trouve un nouveau système sur puce (SoC) intégré qui a entièrement été conçu et testé dans le cadre du projet. Le SoC consiste en une extrémité avant à plusieurs canaux destinée à l’enregistrement électrique et chimique de l’activité neuronale. Ses capacités de traitement impliquent des algorithmes d’apprentissage automatique locaux sur puce qui déterminent le moment et la dose de stimulation à fournir. Après le développement du SoC, les chercheurs du projet sont parvenus à l’étape importante du test de la détection chimique in vivo en recourant à un capteur i2MOVE implanté. Dans ce test, les chercheurs ont réussi à détecter des changements dans le pH extracellulaire neuronal, qui est lié à l’hormone cholécystokinine et à la distension gastrique. En outre, les algorithmes du système ont utilisé avec succès tous les changements détectés dans le pH afin de déclencher automatiquement le dispositif SNV implanté. «À ma connaissance, il s’agit du premier dispositif de neuromodulation en circuit fermé qui recourt à la modalité multisignal pour parvenir à la prise de décision et à la dose de stimulation requise dans un implant en circuit fermé», ajoute M Nikolic. Les dispositifs de neuromodulation de demain Lors de la prochaine étape de développement, le dispositif subira des tests précliniques, au cours desquels il sera implanté et fonctionnel dans un animal éveillé et mobile. «Il s’agit d’une étape nécessaire avant de planifier un essai clinique sur des humains», explique M. Nikolic. La technologie développée dans le cadre du projet s’est également avérée utile dans d’autres domaines, y compris les traitements du cancer gastrique, la suppression de la toux, la détection de l’ischémie cardiaque, et une approche «douce» de l’obésité grâce à un changement de comportement fondé sur des recommandations personnalisées de produits alimentaires. «Quant à l’héritage du projet, j’espère que la détection neurochimique deviendra une modalité de signal essentielle pour surveiller une partie de l’activité neuronale», conclut M. Nikolic.
Mots‑clés
i2MOVE, obésité, obèse, surpoids, nerf vague, système sur puce, SoC, dispositif de neuromodulation
