Kluczową rolę w powstaniu urządzenia Vguard odegrał zespół badawczy z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Łódzkiego, którego wyniki badań naukowych stały się fundamentem dla rozwoju nowych rozwiązań technologicznych zastosowanych w urządzeniu.
Wyzwanie współczesnej medycyny
Choroba Alzheimera to jedno z największych wyzwań współczesnej medycyny. Liczba chorych na całym świecie rośnie w dramatycznym tempie – w ciągu najbliższych kilkudziesięciu lat może przekroczyć 50 milionów osób, obciążając nie tylko systemy opieki zdrowotnej, lecz także rodziny pacjentów. Badania mechanizmów neuronalnych leżących u podstaw procesów poznawczych, prowadzone od lat w Katedrze Neurobiologii UŁ, pozwoliły na rozpoczęcie współpracy z firmą Cogniguard i realizację badań nad nieinwazyjną stymulacją nerwu błędnego (VNS). Dawały one podwaliny pod rozwój innowacji wykorzystujących fizjologiczny okres konsolidacji pamięci – sen.
Badania z udziałem naukowców z UŁ
Na czym polegały prace, tłumaczy przeprowadzająca je dr hab. Renata Bocian, prof. UŁ, kierownik Katedry Neurobiologii na Wydziale Biologii i Ochrony Środowiska UŁ:
Dr hab. n.med. Adam Broncel przedstawił nam ideę badań, których celem było sprawdzenie, czy stosowana od wielu lat w leczeniu lekoopornej padaczki, depresji czy migreny metoda stymulacji nerwu błędnego mogłaby znaleźć zastosowanie w terapii zaburzeń pamięci. Przełomowym etapem naszych badań było wykazanie, że stymulacja nerwu błędnego indukuje odpowiedź w hipokampie, strukturze mózgu związanej z procesami pamięci i uczenia się. W odpowiedzi na prowadzoną stymulację zaobserwowaliśmy w hipokampie rytm theta, będący fizjologicznym markerem konsolidacji pamięci. W kolejnych etapach poszliśmy o krok dalej, próbując określić neurochemiczne podłoże obserwowanego efektu. Uzyskane wyniki sugerują, że stymulacja nerwu błędnego indukuje zwiększone uwalnianie endogennych zasobów acetylocholiny i noradrenaliny w strukturach mózgu zaangażowanych w proces konsolidacji pamięci. Uruchomienie tego mechanizmu wymaga jedynie właściwego bodźca inicjującego np. impulsu elektrycznego generowanego przez urządzenie Vguard. Uzyskane w trakcie badań dane pozwoliły także na określenie wstępnych parametrów optymalnej stymulacji, gdyż wykazano, że skuteczność tej metody jest uzależniona od zastosowania właściwego protokołu stymulacji. Jako osoba prowadząca badania naukowe od blisko 30 lat, pragnę podkreślić, że jednym z najistotniejszych aspektów pracy eksperymentalnej jest moment, w którym wyniki badań stają się podstawą tworzenia innowacyjnych rozwiązań bądź technologii o realnym znaczeniu społecznym. Badania realizowane w ostatnich latach w Katedrze Neurobiologii Uniwersytetu Łódzkiego dobrze odzwierciedlają takie podejście. Rezultaty prowadzonych prac, obejmujących badania przedkliniczne, stały się fundamentem opracowania nowej terapii leczenia zaburzeń poznawczych. Udział w projekcie, którego efektem jest opracowanie niezwykle obiecującej metody terapeutycznej leczenia zaburzeń pamięci opartej na neuromodulacji, stanowi dla mnie szczególnie cenne doświadczenie zawodowe.
Jak zaznacza prof. Jan Konopacki, konsultant i badacz, pod którego kierunkiem prowadzone były badania:
Zadaniem zespołu Katedry Neurobiologii było opracowanie badań przedklinicznych na modelu zwierzęcym, które umożliwiałby opracowanie przyszłych protokołów klinicznych, parametrów drażnienia nerwu błędnego i zebranie wielu innych informacji, niezbędnych w procesie terapeutycznym (…). W tym czasie dokonaliśmy znaczącego odkrycia, które zdominowało późniejsze projekty. Okazało się, że elektryczne drażnienie nerwu błędnego indukuje hipokampalny rytm theta, aktywność EEG, która związana jest ze snem REM oraz konsolidacją pamięci.
Innowacja w neurostymulacji
Urządzenie Vguard to nieinwazyjny stymulator mózgu, przeznaczony do samodzielnego użytkowania w warunkach domowych w trakcie snu. Działanie urządzenia polega na przesyłaniu precyzyjnie kontrolowanych impulsów elektrycznych do ośrodkowego układu nerwowego przez nerw błędny, co oddziałuje na aktywność hipokampa – struktury kluczowej dla konsolidacji pamięci.
Realne efekty terapii
Pierwsze badania trwające od 3 do 6 miesięcy zostały przeprowadzone na grupie ponad 50 pacjentów z wczesnym stadium choroby Alzheimera i łagodnych zaburzeń poznawczych (MCI). Otrzymane rezultaty przerosły oczekiwania zespołu badawczego. Początkowo zakładano jedynie spowolnienie lub zatrzymanie postępu choroby. Tymczasem u pacjentów zaobserwowano znaczną poprawę parametrów poznawczych, potwierdzoną statystycznie. – Zauważyliśmy u pacjentów realne korzyści: od lepszej orientacji, przez poprawę koncentracji, po możliwość powrotu do codziennych aktywności, które wcześniej były utrudnione. Zarówno pacjenci, jak i ich opiekunowie zgłaszali poprawę jakości życia
– mówi Adam Broncel.
Od badań podstawowych do innowacji
Nagroda Polski Produkt Przyszłości jest nie tylko wyróżnieniem dla innowacyjnej technologii Vguard, ale także zwieńczeniem wieloletniej pracy naukowców, którzy konsekwentnie rozwijali swoje badania od etapu laboratoryjnych eksperymentów do rozwiązania o realnym potencjale terapeutycznym. To dowód na to, że fundamentalne badania naukowe prowadzone na Uniwersytecie Łódzkim mogą przekładać się na praktyczne innowacje odpowiadające na najważniejsze wyzwania współczesnej medycyny i poprawiające jakość życia pacjentów. Sukces ten potwierdza znaczenie współpracy między nauką a biznesem oraz pokazuje, jak wiedza, determinacja i wieloletnie zaangażowanie badaczy mogą prowadzić do powstania technologii o międzynarodowym znaczeniu. Otrzymana nagroda stanowi zwieńczenie drogi od odkrycia naukowego do produktu, który ma szansę realnie zmieniać życie osób zmagających się z chorobami neurodegeneracyjnymi.
Tekst i redakcja: Mateusz Kowalski oraz Kamila Knol-Michałowska (Centrum Promocji, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ)
Materiał wideo i zdjęcie: Polska Agencja Rozwoju Przedsiębiorczości
Zdjęcia: dr hab. Renata Bocian, prof. UŁ (Katedra Neurobiologii, Wydział Biologii i Ochrony Środowiska UŁ)
