طور الباحثون علاجًا لمرض السكري باستخدام الموجات فوق الصوتية

قال الدكتور سانجيتا شافان (أستاذ في معهد الطب الحيوي الإلكتروني في معاهد فاينشتاين وأحد كبار المؤلفين في الورقة): "لا توجد علاجات إكلينيكية طويلة الأمد في معالجة مرض السكري. اذ يعد هذا البحث المثير خطوة كبيرة إلى الأمام لتسخير نهج جديد لاستخدام التحفيز بالموجات فوق الصوتية والطب الإلكتروني الحيوي للتخفيف من المرض الذي يصيب الملايين في جميع أنحاء العالم ، وربما عكسه ".

[5 تشرين الثاني (نوفمبر) 2022: Todd Alhart ، GE Research]

د. سالم موسى القحطاني

أظهر الباحثون القدرة على منع أو عكس ظهور مرض السكري. (الصورة  تنسب للمشاع الإبداعي)

هل نقترب من اليوم الذي لم تعد فيه مراقبة مرض السكري وإدارته من خلال اختبارات سكر الدم وحقن الأنسولين والعلاجات الدوائية؟

أظهر فريق أبحاث GE ، والذي يضم معاهد Feinstein للأبحاث الطبية ، وكلية UCLA Samueli للهندسة ، وكلية Yale للطب ، وكلية Albany Medical ، القدرة على منع أو عكس ظهور مرض السكري في دراسات لثلاثة أنظمة نموذجية مختلفة قبل السريرية. وقد أبلغ الفريق عن النتائج التي توصلوا إليها في العدد الأخير من مجلة Nature Biomedical Engineering.

 تمثل النتائج المبلغ عنها علامة بارزة في مجال الطب الحيوي الإلكتروني ، والذي يستكشف طرقًا جديدة لعلاج الأمراض المزمنة مثل مرض السكري باستخدام الأجهزة الإلكترونية لتعديل الجهاز العصبي في الجسم.

يعاني أكثر من 650 مليون بالغ في جميع أنحاء العالم من السمنة ، مما يجعلهم في الغالب عرضة لعدد من الأمراض الطبية المصاحبة ، وعلى الرغم من الحاجة الملحة للعلاج ، لا تتوفر حاليًا أساليب علاجية محددة طويلة الأمد. وفي السمنة، ارتبطت الواسمات المؤيدة للالتهابات ، مثل بروتينات السيتوكين ، بفرط سكر الدم ومقاومة الأنسولين وارتفاع ضغط الدم. بالإضافة إلى ذلك ، تؤدي السمنة إلى انخفاض نشاط العصب المبهم والخلل الأيضي.

على مدار السنوات الست الماضية ، كان فريق ابحاث GE Research رائدا في الطب الحيوي الإلكتروني القائم على الموجات فوق الصوتية، حيث طوروا تقنية تحفيز جديدة غير جراحية تستخدم الموجات فوق الصوتية لتحفيز مسارات عصبية معينة داخل الأعضاء المرتبطة بالمرض. تم دعم دراسات مرض السكري الواردة في مقالة Nature Biomedical Engineering جزئيًا من قبل مكتب التقنيات البيولوجية (BTO) التابع لوكالة مشاريع الأبحاث الدفاعية المتقدمة (DARPA).

كريستوفر بوليو، كبير مهندسي الطب الحيوي في GE Research الذي شارك في قيادة دراسات مرض السكري والمؤلف المقابل لمقال Nature Biomedical Engineering ، متحمس للتقدم الذي أحرزه الفريق لإثبات هذا العلاج الجديد المحتمل لمرض السكري ، قائلاً: " لقد أظهرنا أنه يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية لمنع أو عكس مرض السكري في هذه الدراسات قبل السريرية. نحن الآن في خضم تجارب الجدوى البشرية مع مجموعة من مرضى السكري من النوع 2 ، والذي  نبدأ به عملنا نحو الترجمة السريرية ".

وأضاف بوليو: "يمكن أن يغير استخدام الموجات فوق الصوتية قواعد اللعبة في كيفية استخدام الأدوية الإلكترونية الحيوية وتطبيقها على الأمراض ، مثل مرض السكري من النوع 2 ، في المستقبل". "الأساليب غير الصيدلانية والقائمة على الأجهزة لزيادة أو استبدال العلاجات الدوائية الحالية قد تضيف خيارًا علاجيًا جديدًا للأطباء والمرضى في المستقبل."

في الصورة (من اليسار إلى اليمين) فيكتوريا كوتيرو من GE Research ، كبيرة العلماء في العلوم البيولوجية ؛ جيفري آش ، مهندس كهربائي كبير ؛ وكريستوفر بوليو ، كبير مهندسي الطب الحيوي ، حول نموذج أولي لجهاز تعديل الموجات فوق الصوتية في مختبر الأبحاث في حرم أبحاث GE في نيسكايونا ، نيويورك. (الملكية : جنرال إلكتريك)

 منذ بداية دراسات مرض السكري هذه ، كان هذا جهدًا جماعيًا تعاونيًا حقيقيًا بين جميع الشركاء لتحقيق التقدم الاستثنائي الذي تم إحرازه حتى الآن. من أول دراسات جنرال إلكتريك تظهر النتائج الأولية باستخدام أجهزة الموجات فوق الصوتية النموذجية مع نماذج مرضى السكري ؛ ثم توسع العمل من خلال برنامج ممول من DARPA.

 تبع ذلك عمل إضافي في المواقع الشريكة للتحقيق في: القنوات الأيونية المحددة المرتبطة بتأثير الموجات فوق الصوتية داخل الثقافات المختبرية (UCLA Samueli School of Engineering ؛ Di Carlo Lab) ؛ التأثيرات المباشرة لتحفيز الموجات فوق الصوتية على نشاط الأعصاب باستخدام أقطاب تسجيل (كلية ألباني الطبية ؛ مختبر شين) ؛ اختبار تأثير العلاج بالموجات فوق الصوتية في النموذجين الثاني والثالث (معاهد Feinstein للأبحاث الطبية (FIMR) ؛ مختبرات Chavan و S. Zanos) ؛ وحجم التأثير على نسبة الجلوكوز في الدم باستخدام طرق تثبيت الجلوكوز الكمي (كلية الطب بجامعة ييل ، ومختبر هيرزوغ ، و FIMR ، ومختبر س. زانوس).

يمكن استخدام تقنية الموجات فوق الصوتية لتعديل الجهاز العصبي للجسم. (الصوره منسوبة ل: جنرال إلكتريك)

قال الدكتور سانجيتا شافان (أستاذ في معهد الطب الحيوي الإلكتروني في معاهد فاينشتاين وأحد كبار المؤلفين في الورقة): "لا توجد علاجات إكلينيكية طويلة الأمد في معالجة مرض السكري. اذ يعد هذا البحث المثير خطوة كبيرة إلى الأمام لتسخير نهج جديد لاستخدام التحفيز بالموجات فوق الصوتية والطب الإلكتروني الحيوي للتخفيف من المرض الذي يصيب الملايين في جميع أنحاء العالم ، وربما عكسه ".

قال ستافروس زانوس ، دكتوراه في الطب ، دكتوراه (أستاذ مشارك في معهد الطب الحيوي الإلكتروني في معاهد فينشتاين وأحد كبار المؤلفين في الورقة): "بالإضافة إلى إظهار علاج محتمل لمرض السكري ، تبدأ هذه الورقة في الربط ميكانيكيًا على المدى القصير والتأثيرات الفسيولوجية والاستقلابية طويلة المدى للتحوير العصبي ، وهي الحلقة المفقودة في كيفية فهمنا لعلاجات التعديل العصبي وتحسينها ونشرها. "

رايموند هرتسوغ ، دكتوراه في الطب ، MHS ، هو أستاذ مشارك (طب الغدد الصماء) ، في قسم الطب الباطني في كلية الطب بجامعة ييل وعضو في مركز أبحاث السكري في ييل. "على الرغم من أن لدينا بالفعل مجموعة كبيرة ومتنوعة من الأدوية المضادة لمرض السكر لعلاج مستويات الجلوكوز المرتفعة المتاحة لنا ، فإننا نبحث دائمًا عن طرق جديدة لتحسين حساسية الأنسولين في مرض السكري.

لسوء الحظ ، لا يوجد حاليًا سوى عدد قليل جدًا من الأدوية التي يمكنها فعل ذلك. إذا أكدت التجارب السريرية المستمرة لدينا وعد الدراسات قبل السريرية المذكورة في هذه الورقة ، يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية لخفض مستويات الأنسولين والجلوكوز ، فإن التعديل العصبي بالموجات فوق الصوتية سيمثل إضافة مثيرة وجديدة تمامًا لخيارات العلاج الحالية لمرضانا . "

قال دينو دي كارلو ، المؤلف المشارك في الدراسة وأستاذ الهندسة الحيوية في كلية سامويلوي للهندسة بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، "تشير دراساتنا إلى أن الموجات فوق الصوتية المركزة تنشط الخلايا العصبية من خلال القنوات الأيونية الحساسة للقوى الميكانيكية. هذه طريقة جديدة تمامًا للتفاعل مع أجسامنا وعلاج الأمراض ".

قال داميان إس شين ، دكتوراه ، ورئيس مؤقت وأستاذ مشارك في قسم علم الأعصاب والعلاجات التجريبية في كلية ألباني الطبية ، "إن نتائج هذا الجهد التعاوني مثيرة حقًا. إذا تم إثبات ذلك ، فقد يؤدي عملنا إلى طريقة مبتكرة وغير جراحية لعلاج مرض السكري من النوع 2. نحن فخورون بالمساعدة في وضع الأساس للدراسات السريرية المستقبلية ".

 لاحظت Victoria Cotero (المؤلف الرئيسي للدراسة من GE) أن النتائج التي تم الإبلاغ عنها في Nature Biomedical Engineering أظهرت أن تقنية التحفيز غير الغازية من GE باستخدام الموجات فوق الصوتية كانت فعالة في كل من النماذج الوراثية والنماذج التي يسببها النظام الغذائي لمرض السكري من النوع 2. في كلتا الحالتين ، كان العلاج قادرًا على تحسين كل من تحمل الجلوكوز ومقاومة الأنسولين.

قال جيفري آش (كبير المهندسين الكهربائيين في المشروع): "أحد العوامل التي لا يزال الفريق الذي يقوده فريق أبحاث جنرال إلكتريك يحدد مدى تكرار العلاجات اللازمة للحفاظ على انعكاس مرض السكري في ظل معايير تحفيز مختلفة." في هذه الدراسات ، وجد الفريق أن العلاجات القصيرة المنتظمة (أي 3 دقائق يوميًا) أدت إلى الحفاظ على مستويات السكر في الدم على المدى الطويل.

 بعد الدراسات قبل السريرية التي تم الإبلاغ عنها ، انخرطت GE Research والمتعاونون معها في دراسات إكلينيكية إضافية قبل السريرية وأولية تبحث في تأثيرات الجرعات البديلة (أي نوع النبض بالموجات فوق الصوتية ومدة العلاج). وسيقدم الفريق تقريرا عن تلك الدراسات في وقت لاحق من هذا العام.

Researchers develop a cure for diabetes using ultrasound (thebrighterside.news)