La estimulación cerebral puede alterar la respuesta inmunitaria

La estimulación cerebral puede alterar la respuesta inmunitaria al dirigirse al nervio vago. Investigadores de los Institutos Feinstein de Investigación Médica, el hogar científico mundial de la medicina bioelectrónica, descubrieron que un pequeño grupo de neuronas dentro del cerebro es responsable de controlar la respuesta inmune del cuerpo y la liberación de citocinas, lo que provoca inflamación en el cuerpo.

Este descubrimiento, publicado ayer en Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS), se suma al creciente cuerpo de investigación en el campo de la medicina bioelectrónica y, más específicamente, cómo el cerebro regula la respuesta inmune del cuerpo.

La Medicina Bioeléctrónica

La medicina bioelectrónica es el campo científico que explora el uso de dispositivos electrónicos para tratar enfermedades y lesiones en lugar de medicamentos, al tiempo que reduce los efectos secundarios significativos asociados con los medicamentos.

El objetivo de la medicina bioelectrónica es identificar dianas neuronales que puedan activarse o inhibirse selectivamente cuando sea necesario; que a su vez, controlan la función de órganos específicos.

Un área de estudio es cómo el nervio vago, el nervio más largo del cuerpo que controla la fisiología de órganos como el corazón, los intestinos y el hígado, puede ser dirigido para tratar afecciones como insuficiencia cardíaca, hipertensión, artritis reumatoide y lupus.  Una vez que se identifican los objetivos neuronales, los científicos e ingenieros pueden construir dispositivos bioelectrónicos para modular la actividad de ese objetivo neuronal.

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Estimulación cerebral y respuesta inmunitaria

Esta nueva investigación, dirigida por Sangeeta S. Chavan, PhD, profesora de los Institutos Feinstein, revela que una población de neuronas en el núcleo motor dorsal del tronco encefálico (DMN) del vago es responsable de comunicar las señales inhibidoras de citocinas al nervio esplénico

Al controlar estas señales neuronales a través de la estimulación selectiva, los investigadores pueden desactivar las citocinas y otras proteínas que afectan la respuesta inmune del cuerpo, que es responsable de muchas enfermedades inflamatorias y trastornos autoinmunes.

“Piense en el nervio vago como la vía principal del cuerpo que ayuda a controlar el sistema inmunológico. A veces, no se puede ralentizar, lo que provoca una inflamación excesiva y enfermedades ”, dijo el Dr. Chavan. “Con este descubrimiento, nos complace observar que podemos apuntar a diferentes sitios neuronales como el cerebro, el nervio esplénico y el nervio vago, utilizando dispositivos bioelectrónicos para controlar la inflamación y tratar enfermedades sin medicamentos”.

La estimulación cerebral puede alterar la respuesta inmunitaria al dirigirse al nervio vago

Un área de estudio es cómo el nervio vago, el nervio más largo del cuerpo que controla la fisiología de órganos como el corazón, los intestinos y el hígado, puede ser dirigido para tratar afecciones como insuficiencia cardíaca, hipertensión, artritis reumatoide y lupus. Una vez que se identifican los objetivos neuronales, los científicos e ingenieros pueden construir dispositivos bioelectrónicos para modular la actividad de ese objetivo neuronal.

Esta nueva investigación, dirigida por Sangeeta S. Chavan, PhD, profesora de los Institutos Feinstein, revela que una población de neuronas en el núcleo motor dorsal del tronco encefálico (DMN) del vago es responsable de comunicar las señales inhibidoras de citocinas al nervio esplénico. Al controlar estas señales neuronales a través de la estimulación selectiva, los investigadores pueden desactivar las citocinas y otras proteínas que afectan la respuesta inmune del cuerpo, que es responsable de muchas enfermedades inflamatorias y trastornos autoinmunes.


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Nervio vago y dispositivos electrónicos

“Piense en el nervio vago como la vía principal del cuerpo que ayuda a controlar el sistema inmunológico. A veces, no se puede ralentizar, lo que provoca una inflamación excesiva y enfermedades ”, dijo el Dr. Chavan. “Con este descubrimiento, nos complace observar que podemos apuntar a diferentes sitios neuronales como el cerebro, el nervio esplénico y el nervio vago, utilizando dispositivos bioelectrónicos para controlar la inflamación y tratar enfermedades sin medicamentos”.

Las señales neurales se envían a través de las fibras del nervio vago en una dirección aferente (hacia el cerebro) o eferente (alejándose del cerebro, hacia los órganos periféricos). Para identificar los subconjuntos de fibras vagas y las regiones del cerebro, el Dr. Chavan y Adam Kressel, MD, un estudiante de posgrado en el laboratorio del Dr. Chavan, utilizaron una combinación de mapeo anatómico y funcional con evaluación directa de la respuesta inmune.

Utilizando dispositivos bioelectrónicos, específicamente luz láser para activar neuronas, así como electrodos microcuff para registrar la actividad neuronal, su investigación mostró que la activación selectiva de un subconjunto de fibras del nervio vago que provienen del cerebro pueden controlar la respuesta del sistema inmunológico a la inflamación.

“Dr. La investigación de Chavan nos ayuda a conectar la actividad entre el cerebro, el nervio vago y otros órganos, dándonos una mejor comprensión de la fuente que controla la inflamación “, dijo Kevin J. Tracey, MD, presidente y director ejecutivo de los Institutos Feinstein. “Continuaremos avanzando en el campo de la medicina bioelectrónica para que las enfermedades más devastadoras puedan tratarse de manera más eficaz y sin el uso de medicamentos”.

Referencia:

Kressel AM, Tsaava T, Levine YA, et al. Identification of a brainstem locus that inhibits tumor necrosis factor. PNAS. Published online November 9, 2020. doi: 10.1073/pnas.2008213117

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