01.04.2020

Neuronale Dekodierung des Blutzuckerabfalls: Erste Schritte auf dem Weg zur responsiven bioelektronischen Diabetes-Therapie

Eine zentrale Vision der bioelektronischen Medizin besteht darin, abseits von Arzneimitteln Wege zu finden, um Körperzustände durch elektrische Wechselwirkungen mit dem Nervensystem zu regulieren. Diabetes ist eines der ersten Hauptziele für diesen neuen Ansatz: Selbst die derzeit fortgeschrittensten medikamentösen Therapien sind immer noch fehleranfällig und kompliziert. Patienten leiden daher oftmals unter unbefriedigenden Therapie-Ergebnissen und unerwünschten schädlichen Episoden.

Voraussetzung für eine bessere Behandlung sind die präzise und kontinuierliche Messung des Blutzuckerspiegels sowie eine daran gekoppelte Möglichkeit, Insulin freizusetzen, um den Blutzucker im optimalen Bereich zu halten. Der erste Schritt zu einer solchen automatischen Regulierung des Blutzuckers liegt in der Identifizierung eines zuverlässigen neuronalen Signals, das als Anzeige für den aktuellen Blutzuckerspiegel dienen könnte.

Forscher des Feinstein-Instituts für medizinische Forschung in New York haben nun mit Hilfe von AirRay Cuff Elektroden von CorTec ein solches neuronales Signal im Vagusnerv von Mäusen gefunden. In ihrem Versuchsaufbau haben die Autoren den zervikalen Teil des Vagusnervs freigelegt und Nervenfaser-Signale abgefangen, die vom Körper in Richtung Gehirn gehen. Sie injizierten dann Insulin, um den Blutzuckerspiegel zu senken. Bei Diabetikern ist solch ein Abfall des Blutzuckerspiegels gefährlich und führt häufig zu Bewusstlosigkeit, Krampfanfällen, Koma oder sogar zum Tod.

In ihrer Studie stellten die Autoren fest, dass viele Nervenfasern während der Intervention ihre Feuerraten erhöhten; gleichzeitig sank der Blutzuckerspiegel. Auf der Basis dieser elektrischen Signale haben sie einen automatischen Algorithmus zur Dekodierung entwickelt, der den Blutzuckerspiegel ausgehend von der Aktivität des Vagusnervs genau wiedergab.

Dies sind vorläufige Ergebnisse aus akuten Studien im anästhesierten Zustand. Ihre Verifizierung in längerfristigen Studien mit einem vollständig implantierten System stehen noch aus.

Die Resultate sind dennoch ermutigend als ein erster und notwendiger Schritt auf dem Weg zur bioelektronischen Vision, nach der der eines Tages Diabetiker ohne pharmakologische Behandlung gut und lange leben könnten.

 

Literatur:

 Emily Battinelli Masi, Todd Levy, Tea Tsaava, Chad E. Bouton2 Kevin J. Tracey, Sangeeta S. Chavan and Theodoros P. Zanos (2019): Identification of hypoglycemia-specific neural signals by decoding murine vagus nerve activity. Bioelectronic Medicine 5:9

 

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