Los Institutos Nacionales de Salud otorgan $15,75 millones a un equipo de investigación dirigido por la Universidad Case Western Reserve y la Universidad de Duke

Los Institutos Nacionales de Salud (NIH) han otorgado un contrato de $15,75 millones a investigadores dirigidos por las universidades Case Western Reserve y Duke para acelerar el desarrollo de dispositivos terapéuticos que mejoren las condiciones médicas crónicas.

Contrato dentro de los Institutos Nacionales de Salud Estimulación de la actividad periférica para aliviar las condiciones (SPARC) (No. 75N98022C00018), que fomenta el descubrimiento y la innovación como parte de una estrategia de tratamiento conocida como «medicina bioelectrónica».

Su objetivo: aplicar estimulación eléctrica al sistema nervioso para desarrollar nuevas opciones de tratamiento para afecciones como la presión arterial alta, la insuficiencia cardíaca y los trastornos gastrointestinales.

El contrato del NIH, específicamente para la Reconstrucción de la Anatomía Vaginal (REVA, por sus siglas en inglés), solicita a los investigadores que mapeen el nervio vago del cuerpo utilizando la última tecnología de imágenes de alta resolución. El objetivo del equipo será mostrar cómo mapear con precisión las vías del nervio vago a los órganos.

Dijo que este trabajo ofrece un tremendo potencial para mejorar la seguridad y la eficacia de los tratamientos actuales del nervio vago. Andrew ShofstallD., profesor asistente de ingeniería biomédica en Case Western Reserve. Realiza investigaciones con el co-investigador nikki pilotodirector de investigación de la Universidad de Duke.

Andrew Shofstall

«Durante los próximos tres años, esperamos tener un impacto significativo en el campo de la neuromodulación autonómica, que tiene un tremendo potencial para el tratamiento de una serie de enfermedades crónicas», dijo Schofstal. «Si podemos entender mejor cómo se regula el nervio vago, podemos diseñar dispositivos y procedimientos más racionales para aislar y regular sus muchas vías».

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«Múltiples tipos de datos de imágenes proporcionarán una precisión sin igual para nuestros modelos computacionales para predecir la eficacia de la estimulación de la neuromodulación y los efectos secundarios, de modo que podamos utilizar métodos informáticos de alto rendimiento para desarrollar nuevos tratamientos y mejorar nuestra comprensión de los tratamientos existentes», dijo Bilott.

Los nervios vagos conectan el tronco encefálico con la mayoría de los órganos del tronco, incluidos el corazón, los pulmones, el páncreas, el estómago y los intestinos, para controlar y detectar el funcionamiento interno del cuerpo. La estimulación eléctrica del nervio vago se ha utilizado para tratar la epilepsia, la artritis reumatoide y la insuficiencia cardíaca, entre muchas otras afecciones.

Sin embargo, no hay suficientes datos anatómicos disponibles para mapear aproximadamente 100 000 fibras del nervio vago humano a órganos objetivo para desarrollar tratamientos más efectivos con menos efectos secundarios.

Imagen del nervio vago del cuerpo.
Crédito: Creado con BioRender.com

El equipo de investigación realizará imágenes multimodales y multiescala de 100 nervios vagos humanos de donantes cadavéricos al Programa de donación anatómica de CWRU, utilizando múltiples técnicas de imágenes en 3D, como MRI y microCT.

El equipo también utilizará una nueva herramienta de imágenes desarrollada en CWRU y UC Davis, conocida como 3D-MUSE, que utiliza lo que se conoce como excitación ultravioleta de superficie para recopilar rápidamente imágenes microscópicas del nervio a medida que se corta en aproximadamente uno a 30 minutos.El décimo exhibición de cabello Esta tecnología brindará una oportunidad sin precedentes para rastrear directamente las fibras nerviosas con alta precisión a lo largo del nervio vago, que se extiende desde el cerebro hasta el intestino.

«Al realizar el análisis de imágenes más completo del nervio vago humano y sus ramas, y crear un repositorio neuroanatómico del nervio vago, este trabajo generará y acelerará el desarrollo de nuevas terapias de neuromodulación para la regulación autonómica», dijo Schofstal.

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El proyecto multidisciplinario de tres años involucra a investigadores de la Escuela de Ingeniería Case y la Escuela de Medicina Case Western Reserve, incluidos Schofstal, David Wilson, Michael Jenkins y Ken Gustafson en ingeniería biomédica. Andy Crofton en Anatomía. Ari Blitz y Chris Flask en Radiología; Jennifer Carter en Ciencia de Materiales; y Mark Pinault y Audrey Lane en el Instituto de Biología Computacional de Cleveland de CWRU. Los investigadores de las instituciones asociadas incluyen: Bellot y Warren Grill en la Universidad de Duke; Jeff Cappadona en Louis Stokes Cleveland Virginia Medical Center (quien también tiene una cita en ingeniería biomédica en la Universidad Case Western Reserve); Kip Ludwig de la Universidad de Wisconsin; y Curtis Tatsuoka en la Universidad de Pittsburgh.

El proyecto amplía el trabajo que el equipo comenzó durante un premio NIH SPARC anterior con la Universidad de Duke y la Universidad de Wisconsin-Madison, que también fue apoyado por el Centro de Tecnología de Plataforma Avanzada en el Centro Médico Louis Stokes Cleveland VA.

Schofstal se graduó de doctorado de CWRU en 2013 y regresó a la universidad como profesor asistente en julio de 2019. También es cofundador de Corporación Neuronoffuna start-up en fase clínica que comercializa neuromoduladores mínimamente invasivos que interactúan con los nervios periféricos para el tratamiento de enfermedades crónicas.

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