Desde el uso de corrientes eléctricas por parte de los antiguos egipcios para tratar los dolores de cabeza hasta la invención de marcapasos para regular los latidos del corazón en la década de 1950, el campo de la medicina bioelectrónica (el diagnóstico y tratamiento de enfermedades) ha evolucionado utilizando señales eléctricas en lugar de medicamentos. Y ha comenzado a cobrar fuerza. ¿Dónde está el campo ahora? ¿Y cuáles son las oportunidades más prometedoras para nuevos tratamientos y diagnósticos que cambien la vida?
Una nueva investigación dirigida por Imanuel Lerman, jefe del Laboratorio Lerman del Instituto Qualcomm de UC San Diego y del Departamento de Anestesiología de la Facultad de Medicina de UC San Diego, así como del Centro de Excelencia para el Estrés y la Salud Mental de VA, proporciona algunas respuestas.
“El propósito de este artículo es crear una hoja de ruta para el futuro del campo de la biomedicina”, dijo Lerman. “Estamos plantando una bandera en el suelo y diciendo: ‘Esto es lo que planeamos hacer y esta es la historia detrás de esto’. Por eso hay 180 referencias. Queremos asegurarnos de que todos tengan los recursos que necesitan y puedan leer en profundidad si lo desean”.
La investigación, publicada hoy en la revista revisada por pares. Medicina Bioelectrónicafue encargado por Convergent Research, una organización sin fines de lucro que aborda la necesidad de proyectos enfocados, de alto impacto y de múltiples entidades que, de otro modo, podrían quedar fuera de los mecanismos de financiación existentes.
Un mundo de promesas
Incluso por delante de los marcapasos cada vez más sofisticados, la medicina bioelectrónica ya ha ocupado un lugar en la medicina moderna. Los dispositivos implantables han sido aprobados por la Administración de Drogas y Alimentos de EE. UU. para trastornos del movimiento como la enfermedad de Parkinson (mediante estimulación cerebral profunda). Dolor de espalda y deterioro motor relacionado con una lesión (mediante estimulación de la médula espinal); y ejemplos de epilepsia, depresión, accidentes cerebrovasculares y migrañas (mediante la estimulación del nervio vago, que ayuda a regular la digestión, la frecuencia cardíaca, el estado de ánimo y la respuesta inflamatoria del cuerpo).
Los avances más recientes incluyen técnicas no invasivas, en las que el sistema nervioso puede ser estimulado por dispositivos externos al cuerpo. La estimulación magnética transcraneal, por ejemplo, fue aprobada para la depresión en 2008. Desde entonces, sus indicaciones incluyen aumento del dolor relacionado con la migraña, trastorno obsesivo-compulsivo, dejar de fumar y depresión por ansiedad.
Lerman y sus colegas ven muchas promesas en el futuro.
El nuevo artículo destaca la llegada de técnicas bioelectrónicas no invasivas. Este método no sólo evita los riesgos asociados con la cirugía, sino que también ofrece algunas ventajas distintivas sobre los tratamientos farmacéuticos que conocemos.
“La neuromodulación no invasiva es un campo emergente en el que creemos que existe una gran oportunidad”, afirmó Lerman, quien también es proveedor de UC San Diego Health. “Hay escalabilidad, porque no hay necesidad de refrigerar un dispositivo. No es un medicamento. Sólo se necesita electricidad para hacer funcionar el dispositivo o una batería. Y funciona para reducir la inflamación en el propio sistema del cuerpo. Se puede utilizar para “
Además, la combinación de dispositivos médicos bioelectrónicos con sensores puede crear sistemas de “bucle cerrado” autorregulados que pueden ajustarse a las necesidades de un individuo. Ya no vinculados a una dosis estándar de un medicamento, los dispositivos bioelectrónicos pueden administrar medicamentos individualizados ajustando continuamente la dosis en función de la retroalimentación de los biomarcadores del paciente.
Aunque todavía queda mucho trabajo por hacer para crear estos sistemas de circuito cerrado, Lerman y sus colegas los ven como un enfoque potencialmente transformador del tratamiento médico.
Habilidades únicas.
Incluso más allá de este marco, la medicina bioelectrónica puede introducir nuevas capacidades revolucionarias.
Una posibilidad tentadora es utilizar la medicina bioelectrónica como herramienta de diagnóstico. Investigaciones anteriores han sugerido que el cuerpo desarrolla una respuesta única a cada agente infeccioso con el tiempo. Por lo tanto, estos patrones de “series temporales” pueden predecir con precisión el agente causal y usarse para guiar un tratamiento eficaz.
“El objetivo es crear una biblioteca de patógenos”, dijo Lerman, “donde podremos identificar la firma de cada patógeno y luego intentar intervenir con la cantidad adecuada de neuromodulación para prevenir la inflamación asociada con esa infección”. Intenta hacerlo menos severo.”
Las firmas de la enfermedad se muestran en datos de forma de onda (EEG, respirograma, temperatura), pero Lerman y sus colegas sugieren que monitorear la actividad del vago y otros nervios en el sistema nervioso autónomo (involuntario) es información importante para este esfuerzo.
Otro ámbito en el que la medicina bioelectrónica podría tener un impacto importante es la salud mental. Investigaciones recientes han destacado la inflamación y el sistema inmunológico como actores clave en muchas afecciones de salud mental.
“Los trastornos de salud mental (incluido el trastorno de estrés postraumático, el trastorno depresivo mayor y el trastorno de ansiedad generalizada) están todos fundamentalmente relacionados con la regulación del ‘eje neuroinmune’ y la inflamación”, afirmó Lerman. “Se sabe que ocurren otros procesos patológicos dentro del nervio vago en ciertos trastornos neuroinflamatorios como el COVID crónico y algunas formas de la enfermedad de Parkinson”. Muchos virus y/o componentes patógenos diferentes pueden viajar desde el intestino al cerebro a través del nervio vago o, debido a la inflamación en el intestino, la inflamación periférica también puede causar problemas en el cerebro.
Lerman sugiere que la medicina bioelectrónica puede evaluar la inflamación cerebral para medir la gravedad de los trastornos de salud mental y puede usarse en las dosis necesarias para tratarlos. La neurografía autónoma o ANG está preparada para ser particularmente útil en ensayos clínicos. Esto cuantificará objetivamente la gravedad de la salud mental y proporcionará a los ensayos clínicos una medicina de precisión que pueda guiar tratamientos específicos.
Los proyectos apoyados por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de EE. UU., los Institutos Nacionales de Salud, la Autoridad de Investigación y Desarrollo Biológico Avanzado, así como la Oficina de Política Científica y Tecnológica y otras fuentes de financiación y promoción han llevado la medicina bioelectrónica a este punto. Sí, admite Lerman.
“Todavía tenemos mucho trabajo por delante, pero estos sistemas de próxima generación tienen un gran potencial para nuevas vías de tratamiento individualizado y adaptativo”, afirmó.