Naukowcy z Yale w laboratorium Raimunda Herzoga współpracują z GE Research nad opracowaniem ultradźwiękowego leczenia cukrzycy typu II.
Selin Nalbantoglu
Reporter pracowniczy
Cecilia Lee
Naukowcy z Yale badają skuteczność terapii ultradźwiękowej, która może regulować poziom glukozy we krwi u pacjentów z cukrzycą typu II.
Naukowcy z Yale biorą udział w badaniu klinicznym prowadzonym przez GE Research. Raimund Herzog, asystent profesora endokrynologii w Yale School of Medicine i jeden z badaczy, wyjaśnił, że głównym problemem pacjentów z cukrzycą typu II jest insulinooporność. Normalnie, kiedy człowiek je, jego organizm uwalnia insulinę, która działa jako sygnał dla komórek, aby wchłonęły glukozę do krwiobiegu. U pacjentów z cukrzycą typu II ich ciała przestają słuchać tego sygnału insuliny, co prowadzi do wysokiego poziomu cukru we krwi, ponieważ komórki nie pobierają glukozy z krwiobiegu. Ta eksperymentalna technika ma na celu nakierowanie na ścieżkę sygnałową odpowiedzialną za regulację wychwytu glukozy za pomocą zabiegów ultradźwiękowych. Według papier opublikowanym 31 marca, naukowcy byli w stanie obniżyć poziom glukozy u szczurów z cukrzycą za pomocą tego leczenia.
„Zazwyczaj myślimy o metabolizmie glukozy jako regulowanym głównie przez hormony, z których najważniejszą jest insulina” – powiedział Herzog. „W ciągu ostatnich kilku lat stało się jasne, że układ nerwowy również odgrywa rolę w regulowaniu metabolizmu glukozy… W rzeczywistości podwzgórze stało się jednym z głównych ośrodków regulujących metabolizm glukozy”.
Herzog wyjaśnił dalej, że na regulację metabolizmu glukozy, czyli ilość glukozy, jaką mogą przyjąć komórki danej osoby, mają wpływ sygnały z obwodowego układu nerwowego. Określone nerwy dostarczają informacje z obwodowego układu nerwowego — na przykład z przewodu pokarmowego — do podwzgórza. Przykładem informacji z obwodowego układu nerwowego jest to, kiedy dana osoba ostatnio jadła i czy prowadzi aktywny tryb życia.
Wszystkie informacje gromadzone przez obwodowy układ nerwowy są koordynowane przez mózg i wykorzystywane do decydowania, ile glukozy należy przechowywać lub wykorzystywać, wpływając w ten sposób na wychwyt glukozy przez komórki. W opublikowanym artykule naukowcy celują w nerwy odpowiedzialne za przekazywanie tych obwodowych informacji do mózgu za pomocą zabiegów ultradźwiękowych.
— Wiemy, że te nerwy tam są — powiedział Herzog. „Teraz możemy przetestować, co się dzieje, gdy ich selektywnie pobudzamy lub blokujemy. Nazywa się to neuromodulacją, modulującą aktywność pewnych włókien nerwowych, które przekazują informacje o odżywianiu”.
Celem badania jest zmiana aktywności nerwów odpowiedzialnych za wykrywanie dostępności glukozy w organizmie. Według Herzoga naukowcy skupili się na wątrobie, ponieważ jest to narząd, który działa jako jednostka magazynująca glukozę, a jednocześnie jest połączony z mózgiem przez włókna nerwów obwodowych.
Ogólną ideą jest zmiana informacji docierających do mózgu o przychodzących składnikach odżywczych, a tym samym zmiana poziomu aktywności neuronów w podwzgórzu. W rzeczywistości wyniki w artykule pokazują, że pewne neurony, które reagują tylko na zmiany poziomu glukozy, zwane neuronami wzbudzonymi glukozą, wykazywały różne wzorce wyzwalania po leczeniu ultradźwiękami.
Ten konkretny projekt rozpoczął się, gdy GE Research, dział badawczo-rozwojowy korporacji General Electric, przeprowadził badania nad wpływem ultradźwięków na śledzionę. Podczas tych badań wykorzystali wątrobę jako tkankę kontrolną. Kiedy zastosowali ultradźwięki do wątroby, naukowcy z GE zauważyli zmiany poziomu cukru we krwi i skontaktowali się z Raimundem Herzogiem, specjalistą od neuronalnej regulacji metabolizmu.
„Wykorzystanie ultradźwięków może w przyszłości zmienić zasady stosowania i stosowania leków bioelektronicznych w chorobach, takich jak cukrzyca typu 2”, Christopher Puleo, starszy inżynier biomedyczny w GE Research, który współprowadził badanie i jest autorem artykułu opublikowanego w Nature, napisanego do News. „Niefarmaceutyczne i oparte na urządzeniach metody wzmacniania lub zastępowania obecnych terapii lekowych mogą w przyszłości stanowić nowy wybór terapeutyczny dla lekarzy i pacjentów”.
Obecnie Herzog i GE Research prowadzą badania kliniczne w celu sprawdzenia skuteczności tej techniki ultrasonograficznej u pacjentów w stanie przedcukrzycowym i cukrzycowym.
Opisane w opublikowanym artykule doświadczenia na zwierzętach sugerują, że efekty zabiegu USG nie są ostre, lecz utrzymują się po zabiegu. Jednak naukowcy nie ustalili jeszcze, jak długo utrzymują się efekty leczenia ultradźwiękami u ludzi.
Około 90 do 95 procent Według CDC dorosłych Amerykanów z cukrzycą cierpi na cukrzycę typu II.
SELIN NALBANTOGLU
Selin Nalbantoglu obejmuje przełomowe badania dla SciTech. Jest na pierwszym roku w Saybrook College.
