Técnica no invasiva para registrar el sistema nervioso involuntario podría advertir sobre una sepsis inminente

El nervio vago es una "superautopista" del sistema nervioso involuntario, con ramificaciones que se extienden desde la base del cráneo a lo largo del torso y el abdomen, afectando la digestión, la frecuencia cardíaca y la respuesta inmunitaria. Es crucial en las reacciones inflamatorias del cuerpo ante lesiones o infecciones y es un tema de investigación clave en afecciones potencialmente mortales como la sepsis y el trastorno de estrés postraumático. Ahora, por primera vez, se ha demostrado que un dispositivo portátil y no invasivo mide la actividad del nervio cervical humano en entornos clínicos, proporcionando a los profesionales de la salud un método clínicamente validado en tiempo real para observar los niveles de actividad en el sistema nervioso involuntario.

El dispositivo desarrollado por un equipo de investigación dirigido por la Universidad de California en San Diego (La Jolla, CA, EUA) utiliza una técnica sofisticada llamada "magnetoneurografía", que ofrece una alternativa no quirúrgica a los microelectrodos para monitorear el nervio vago al detectar con precisión y de manera no invasiva la actividad del nervio cervical en tiempo real. Registra lo que se ha denominado neurografía autónoama (ANG), la actividad neuronal de los nervios vago y del seno carotídeo humanos, así como otros nervios autónomos que se encuentran en la piel y los músculos del cuello. La tecnología identifica campos magnéticos generados por la actividad de los nervios vago y del seno carotídeo, que alertan al sistema nervioso involuntario sobre posibles amenazas. En su estudio publicado el 29 de julio de 2024 en Nature Communications Biology, los investigadores probaron el dispositivo en nueve participantes adultos, midiendo inicialmente su sangre para determinar los niveles basales de citocinas, proteínas que desencadenan la inflamación.

Luego, los participantes fueron expuestos a lipopolisacáridos, toxinas bacterianas que inducen un estado similar a una respuesta inflamatoria de una infección de la sangre. Utilizando los sensores del dispositivo, colocados debajo de la oreja derecha y sobre la arteria carótida derecha, los investigadores monitorearon la frecuencia cardíaca y los campos magnéticos de la actividad nerviosa. Dentro de los 30 minutos posteriores a la inyección, el dispositivo registró cambios en la actividad nerviosa debajo de la oreja derecha. Las muestras de sangre confirmaron estos cambios junto con las variaciones en la frecuencia cardíaca, mostrando correlaciones con la citocina inflamatoria TNF-α y la antiinflamatoria IL-10. Los niveles altos de TNF-α son indicativos de un riesgo elevado de shock séptico, donde una respuesta inflamatoria excesiva puede provocar la muerte. Por otro lado, niveles altos de IL-10 pueden sugerir un riesgo de inmunoparálisis, donde las células inmunitarias no logran combatir las infecciones, llevando a consecuencias severas.

Los investigadores identificaron grupos de pacientes separados según su reacción a la inyección, y algunos mostraron niveles más altos de proteína inflamatoria y efectos secundarios más pronunciados. Esta tecnología podría permitir a los médicos identificar a los pacientes con mayor riesgo de sufrir respuestas inmunitarias graves o inmunoparálisis, lo que contribuye a las muertes relacionadas con la sepsis. También podría ayudar a evaluar la eficacia de los tratamientos antiinflamatorios, mejorar la comprensión del papel del sistema nervioso en el trastorno de estrés postraumático y ajustar las terapias dirigidas al sistema nervioso para satisfacer las necesidades individuales de los pacientes.

“Nuestros resultados nos alientan. El dispositivo está preparado para proporcionar un marcador de diagnóstico temprano de infección por patógenos o inflamación de un proceso patológico”, dijo el autor principal del estudio, Imanuel Lerman, director del Laboratorio Lerman del Instituto Qualcomm de la UC San Diego, Escuela de Medicina.

"Con la sepsis, cada minuto cuenta y los tratamientos tempranos salvan vidas", dijo Troy Bu, Ph.D. candidato en el Departamento de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Escuela Jacobs y primer autor del estudio. “La detección temprana de la sepsis es fundamental ya que, cada hora que no se trata la sepsis, la probabilidad de muerte aumenta hasta en un siete por ciento. Nuestra tecnología puede proporcionar a los médicos una señal de advertencia temprana de una respuesta hiperinmune o de inmunoparálisis en la sepsis. Los médicos podrán entonces proporcionar el tratamiento correcto lo más rápido posible”.

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