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- Utilizza gli ultrasuoni per stimolare in modo non invasivo specifiche vie neurometaboliche nel corpo per prevenire o invertire il diabete di tipo 2 in 3 diversi modelli preclinici
- Il team guidato da GE, che comprende Feinstein Institutes for Medical Research, UCLA Samueli School of Engineering, Yale School of Medicine e Albany Medical College, riporta i risultati nell’ultimo numero di Nature Biomedical Engineering
- Il team sta ora conducendo prove di fattibilità umana con soggetti diabetici
- Gli ultimi progressi mostrano il potenziale della medicina bioelettronica come alternativa o complemento ai farmaci nel trattamento di malattie croniche tra cui il diabete di tipo 2 e i disturbi infiammatori
Ci stiamo avvicinando al giorno in cui il diabete non sarà più monitorato e gestito con esami della glicemia, iniezioni di insulina e trattamenti farmacologici? Un team guidato da GE Research, che comprende The Feinstein Institutes for Medical Research, UCLA Samueli School of Engineering, Yale School of Medicine e Albany Medical College, ha dimostrato la capacità di prevenire o invertire l’insorgenza del diabete in studi di tre diversi studi preclinici sistemi modello. Il team ha riportato le proprie scoperte nell’ultimo numero di Nature Biomedical Engineering .
I risultati riportati rappresentano una pietra miliare significativa nel campo della medicina bioelettronica, che sta esplorando nuovi modi per curare malattie croniche come il diabete utilizzando dispositivi elettronici per modulare il sistema nervoso del corpo. Negli ultimi 6 anni, GE Research è stata pioniera nella medicina bioelettronica basata sugli ultrasuoni, sviluppando una nuova tecnica di stimolazione non invasiva che utilizza gli ultrasuoni per stimolare specifici percorsi neurali all’interno degli organi associati alla malattia. Gli studi sul diabete riportati nell’articolo di Nature Biomedical Engineering sono stati in parte supportati dall’Ufficio per le tecnologie biologiche (BTO) della Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA).
CREDITO: GE
Christopher Puleo , un ingegnere biomedico senior presso GE Research che ha co-diretto gli studi sul diabete e un corrispondente autore dell’articolo di Nature Biomedical Engineering , è entusiasta dei progressi che il team ha fatto per dimostrare questo potenziale nuovo trattamento per il diabete, affermando: ” Abbiamo dimostrato che gli ultrasuoni possono essere utilizzati per prevenire o invertire il diabete in questi studi preclinici. Siamo ora nel bel mezzo di studi di fattibilità umana con un gruppo di soggetti diabetici di tipo 2, che inizia il nostro lavoro verso la traduzione clinica”.
“L’uso degli ultrasuoni potrebbe cambiare le regole del gioco nel modo in cui i farmaci bioelettronici vengono utilizzati e applicati a malattie, come il diabete di tipo 2, in futuro”, ha aggiunto Puleo. “I metodi non farmaceutici e basati su dispositivi per aumentare o sostituire gli attuali trattamenti farmacologici potrebbero aggiungere una nuova scelta terapeutica per medici e pazienti in futuro”.
Dall’inizio di questi studi sul diabete, questo è stato un vero lavoro di squadra collaborativo tra tutti i partner per raggiungere gli straordinari progressi compiuti fino ad oggi. Dai primi studi GE che hanno mostrato i primi risultati utilizzando dispositivi prototipi di ultrasuoni con modelli diabetici; il lavoro si è poi ampliato attraverso un programma finanziato dalla DARPA. Questo è stato seguito da un ulteriore lavoro presso i siti partner per studiare: I canali ionici specifici associati all’effetto degli ultrasuoni all’interno di colture in vitro (UCLA Samueli School of Engineering; Di Carlo Lab); gli effetti diretti della stimolazione ultrasonica sull’attività nervosa mediante elettrodi di registrazione (Albany Medical College; Shin Lab); testare l’effetto del trattamento a ultrasuoni in un secondo e terzo modello (Feinstein Institutes for Medical Research (FIMR); Chavan e S. Zanos Labs);
Sangeeta Chavan, PhD (professore presso l’Istituto di Medicina Bioelettronica presso i Feinstein Institutes e uno degli autori senior dello studio) ha affermato: “Non esistono trattamenti clinici di lunga durata nella lotta al diabete. Questa entusiasmante ricerca è un importante passo avanti per sfruttare un nuovo approccio all’utilizzo della stimolazione ad ultrasuoni e della medicina bioelettronica per alleviare e potenzialmente invertire una malattia che colpisce milioni di persone in tutto il mondo”.
Stavros Zanos, MD, PhD (professore associato presso l’Istituto di Medicina Bioelettronica presso i Feinstein Institutes e uno degli autori senior dell’articolo) ha affermato: “Oltre a dimostrare una potenziale terapia per il diabete, questo articolo inizia a colmare meccanicamente il breve termine e gli effetti fisiologici e metabolici a lungo termine della neuromodulazione, un anello mancante nel modo in cui comprendiamo, ottimizziamo e implementiamo terapie di neuromodulazione clinica.
Raimund Herzog, MD, MHS , è professore associato (endocrinologia), presso il Dipartimento di Medicina Interna della Yale School of Medicine e membro dello Yale Diabetes Research Center. “Anche se abbiamo già a nostra disposizione una grande varietà di farmaci antidiabetici per il trattamento di livelli elevati di glucosio, siamo sempre alla ricerca di nuovi modi per migliorare la sensibilità all’insulina nel diabete. Sfortunatamente, al momento ci sono solo pochissimi farmaci in grado di farlo. Se i nostri studi clinici in corso confermano la promessa degli studi preclinici riportati in questo documento e gli ultrasuoni possono essere utilizzati per abbassare i livelli di insulina e glucosio, la neuromodulazione ad ultrasuoni rappresenterebbe un’aggiunta entusiasmante e completamente nuova alle attuali opzioni di trattamento per i nostri pazienti.”
Dino Di Carlo , coautore dello studio e professore di bioingegneria presso l’UCLA Samuelo School of Engineering, ha affermato: “I nostri studi indicano che gli ultrasuoni focalizzati attivano i neuroni attraverso canali ionici sensibili alle forze meccaniche. Questa è una strada completamente nuova per interfacciarsi con il nostro corpo e curare le malattie”.
Damian S. Shin , Ph.D., presidente ad interim e professore associato presso il Dipartimento di Neuroscienze e Terapia Sperimentale dell’Albany Medical College, ha dichiarato: “I risultati di questo sforzo di collaborazione sono davvero entusiasmanti. Se confermato, il nostro lavoro potrebbe portare a un modo innovativo e non invasivo per trattare il diabete di tipo 2. Siamo orgogliosi di aver contribuito a gettare le basi per futuri studi clinici”.
Victoria Cotero (l’autore principale dello studio di GE) ha osservato che i risultati riportati in Nature Biomedical Engineering hanno mostrato che la tecnica di stimolazione non invasiva di GE che utilizza gli ultrasuoni era efficace sia nei modelli genetici che in quelli indotti dalla dieta del diabete di tipo 2. In entrambi i casi, il trattamento è stato in grado di migliorare sia la tolleranza al glucosio che la resistenza all’insulina.
Jeffrey Ashe (l’ingegnere elettrico senior del progetto) ha dichiarato: “Uno dei fattori che il team guidato da GE Research sta ancora determinando è la frequenza dei trattamenti necessari per mantenere l’inversione del diabete con diversi parametri di stimolazione”. In questi studi, il team ha scoperto che trattamenti brevi regolari (cioè 3 minuti al giorno) portavano al mantenimento a lungo termine dei normali livelli di glucosio nel sangue.
A seguito degli studi preclinici riportati, GE Research ei suoi collaboratori sono stati coinvolti in ulteriori studi preclinici e clinici iniziali che indagano gli effetti di dosaggi alternativi (ad esempio, tipo di impulso ultrasonico e durata del trattamento). Il team riferirà su questi studi entro la fine dell’anno.
*Gli studi sul diabete a cui si fa riferimento in questo materiale erano in parte basati sul lavoro sostenuto dalla DARPA ai sensi del contratto n. HR0011-18-C-0040. Eventuali opinioni, risultati e conclusioni o raccomandazioni espresse in questo materiale sono quelle degli autori e non riflettono necessariamente le opinioni di DARPA.
Informazioni su GE Research
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