Диабет успешно вылечен с помощью ультразвука в доклиническом исследовании

Новое многообещающее исследование показало возможность лечения диабета 2 типа без лекарств. На трех различных моделях животных исследователи продемонстрировали, как короткие импульсы ультразвука, направленные на определенные скопления нервов в печени, могут эффективно снижать уровень инсулина и глюкозы.

Как сообщается в журнале Nature Biomedical Engineering, группа под руководством GE Research, включающая исследователей из Йельской школы медицины, Калифорнийского университета и Института медицинских исследований Файнштейна, продемонстрировала уникальный неинвазивный ультразвуковой метод, предназначенный для стимуляции определенных сенсорных нервов в печени. Технология называется периферической фокусированной ультразвуковой стимуляцией (pFUS) и позволяет направлять высокоцелевые ультразвуковые импульсы на конкретные ткани, содержащие нервные окончания.

"Мы использовали эту технику для изучения стимуляции области печени, называемой porta hepatis", - пояснили исследователи в брифинге в журнале Nature. "Эта область содержит гепатопортальное нервное сплетение, которое передает информацию о состоянии глюкозы и питательных веществ в мозг, но было трудно изучить, поскольку нервные структуры слишком малы для отдельной стимуляции с помощью имплантированных электродов".

В недавно опубликованном исследовании показано, что короткие направленные импульсы pFUS в этой области печени успешно обращают вспять начало гипергликемии. Лечение было признано эффективным в трех отдельных животных моделях диабета: у мышей, крыс и свиней.

"К сожалению, в настоящее время существует очень мало препаратов, снижающих уровень инсулина", - объяснил Раймунд Херцог, эндокринолог Йельской школы медицины, работающий над проектом. "Если наши текущие клинические испытания подтвердят результаты доклинических исследований, о которых сообщается в этой статье, и ультразвук можно будет использовать для снижения уровня инсулина и глюкозы, ультразвуковая нейромодуляция станет интересным и совершенно новым дополнением к существующим вариантам лечения наших пациентов".

Исследование показало, что всего трех минут фокусированного ультразвука каждый день было достаточно для поддержания нормального уровня глюкозы в крови у животных с диабетом. В настоящее время проводятся исследования на людях, чтобы выяснить, насколько этот метод соответствует результатам исследований на животных. Но есть и другие препятствия на пути широкого клинического применения метода, помимо простого доказательства его эффективности.

Нынешние ультразвуковые инструменты, используемые для проведения такого рода pFUS, требуют квалифицированного технического персонала. Исследователи предполагают, что существует технология, позволяющая упростить и автоматизировать эти системы таким образом, чтобы они могли использоваться пациентами в домашних условиях, но ее необходимо разработать, прежде чем этот метод лечения получит широкое распространение.

"... Носимые ультразвуковые датчики минимизировали необходимость ручного обращения с датчиком во время использования, а автоматизированное программное обеспечение для обнаружения анатомических целей теперь доступно для отслеживания целей в режиме реального времени с помощью сверточных нейросетевых моделей", - пишут исследователи в новой статье. "Эти достижения могут позволить разработать новые носимые ультразвуковые системы, которые могут применяться неквалифицированными пользователями, и в дальнейшем обеспечить их использование в различных клинических приложениях и условиях".

Конечно, важно отметить, что это исследование финансировалось и проводилось исследователями из GE Research, инновационного подразделения глобальной энергетической компании General Electric. Так что если у кого и есть ресурсы для разработки какого-то небольшого, направленного ультразвукового устройства для использования в домашних условиях в качестве лечения диабета, так это у этой компании.

Кристофер Пулео, автор-корреспондент нового исследования и старший биомедицинский инженер GE Research, говорит, что подобные новые немедикаментозные методы в будущем могут заменить ряд лекарственных препаратов.

"Сейчас мы находимся в процессе испытаний на людях с группой испытуемых с диабетом второго типа, что позволит нам начать работу над клиническим применением", - сказал Пулео. "Использование ультразвука может в будущем изменить подход к использованию биоэлектронных лекарств и их применению для лечения таких заболеваний, как диабет второго типа".

Другие исследователи несколько более осторожны в интерпретации этих новых результатов. В комментарии к исследованию редакторов журнала Nature Biomedical Engineering признается, что эта инновация может в конечном итоге привести к новому виду лечения диабета, но для этого необходимо провести еще много работы.

"То, что импульсы сфокусированного ультразвука, применяемые к гепатопортальному нервному сплетению, могут восстановить гомеостаз глюкозы, как показали авторы на различных моделях животных, подчеркивает терапевтическую значимость нервных путей мозг-печень и в конечном итоге может стать альтернативным неинвазивным методом лечения диабета второго типа и других метаболических заболеваний", - пишут редакторы в заявлении, сопровождающем новую публикацию. "Этот подход заслуживает дальнейшего тестирования на более крупных животных".

Ричард Беннингер, исследователь диабета из Медицинского кампуса Аншутского университета Колорадо, назвал новую работу чрезвычайно тщательной демонстрацией того, как ультразвук может быть использован для лечения диабета.

"Авторы дают подробную характеристику того, как происходит обратное развитие гипергликемии в многочисленных периферических и центральных тканях на разных моделях животных", - сказал Беннингер, который не работал над новым исследованием. "Этот подход представляет собой новую парадигму лечения диабета, а возможность применения ультразвука означает, что его можно легко перевести на другие языки".

Конечно, положительные результаты раннего исследования на животных могут означать, что до реального клинического применения еще годы. Команда GE Research сообщила, что были проведены дальнейшие доклинические исследования, в которых изучались различные дозы и продолжительность ультразвука. Также начались первые исследования на людях, предварительные результаты которых ожидаются в конце этого года.

Новое исследование было опубликовано в журнале Nature Biomedical Engineering.