Pentru multe persoane care suferă de tulburări neurologice, cum ar fi epilepsia, nu există opțiuni viabile de tratament. În ultimele noastre cercetări, am dezvoltat un dispozitiv implantabil care poate oferi o ușurare într-o zi. Arătăm că implantul poate trata probleme la nivelul creierului, cum ar fi convulsiile epileptice, prin furnizarea de substanțe chimice ale creierului - cunoscute sub numele de neurotransmițători - direct către celulele din creier care cauzează problema.
Implantul funcționează folosind un câmp electric pentru a împinge neurotransmițătorii din dispozitiv dintr-un rezervor intern. Acest proces, cunoscut sub numele de electroforeză, permite un control precis asupra dozei și calendarului de administrare a medicamentului, ceea ce este important pentru abordarea tulburărilor intermitente, cum ar fi epilepsia.
Acest mod de administrare a medicamentelor are, de asemenea, avantajul de a nu crește presiunea locală acolo unde medicamentul iese din dispozitiv, deoarece moleculele medicamentului nu sunt într-un solvent - ele părăsesc dispozitivul „uscat”. Acest lucru este important deoarece înseamnă că moleculele medicamentului (neurotransmițătorii în acest caz) pot interacționa direct cu țesutul din jurul implantului, fără a provoca daune acestor celule sau țesutului din jur.
Cercetătorii au arătat anterior că această metodă de administrare a medicamentelor poate fi utilizată pentru a gestiona durerea, cu un implant care a fost plasat în măduva spinării a șobolanilor. Noutatea lucrării noastre, publicată în Science Advances, a fost să creăm un implant suficient de mic pentru a fi implantat în creierul șoarecilor. De asemenea, am încorporat senzori minusculi în implant pentru a ne permite să monitorizăm activitatea creierului local în care a fost implantat dispozitivul.
Neurotransmițătorii sunt mesagerii chimici ai creierului. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) Folosind senzorii de la bord, am putut observa debutul activității asemănătoare convulsiei la șoareci. După ce a fost detectată o convulsie, am spus implantului să trimită neurotransmițători inhibitori la țesutul creierului din centrul convulsiilor. Neurotransmițătorii spun celulelor din țesutul acesta să înceteze propagarea mesajului convulsiv asupra altor celule. Acest lucru a oprit confiscările.
După ce am descoperit că putem opri convulsiile, am vrut să vedem dacă putem preveni convulsiile cu totul, în loc să le oprim după ce au început. Pentru a testa acest lucru, am început să livrăm neurotransmițătorii înainte ca o doză de substanțe chimice care induc crize să fie injectată în creier cu un implant separat. Aceste experimente au arătat că implantul nostru ar putea împiedica orice activitate asemănătoare convulsiei.
Tehnologia platformei
Suntem foarte încântați pentru că este prima dată când cineva a văzut că un dispozitiv de administrare a medicamentelor electroforetice poate opri sau preveni activitatea asemănătoare convulsiei. De asemenea, vedem aceasta ca o tehnologie de platformă care ar putea fi adaptată pentru a ajuta la tratarea multor tulburări neurologice diferite, inclusiv epilepsie, boala Parkinson și tumori cerebrale.
Este important de menționat că, până în prezent, acest dispozitiv a fost testat doar la șoareci și șobolani. Judecând după perioada necesară pentru alte tehnologii de la această etapă la utilizarea clinică pe scară largă, este probabil să fie cel puțin un deceniu înainte ca această tehnologie să fie disponibilă pe scară largă pentru oameni. În acest timp se va lucra mult pentru a dovedi viabilitatea pe termen lung a acestor implanturi pentru tratarea epilepsiei, precum și a altor tulburări neurologice.
Acest articol a fost publicat inițial pe The Conversation.
Christopher Proctor, cercetător asociat în fabricarea și validarea pompelor ionice implantabile, Universitatea din Cambridge
