Pri mnogih ljudeh, ki trpijo zaradi nevroloških motenj, kot je epilepsija, ni možnosti za zdravljenje. V najnovejših raziskavah smo razvili vsadljivo napravo, ki lahko nekega dne nudi pomoč. Pokažemo, da lahko vsadek zdravi težave v možganih, kot so epileptični napadi, tako da možganske kemikalije - znane kot nevrotransmiterje - dostavijo neposredno v celice v možganih, ki povzročajo težavo.
Vsadek deluje tako, da z električnim poljem potisne nevrotransmiterje iz naprave iz notranjega rezervoarja. Ta postopek, znan kot elektroforeza, omogoča natančen nadzor nad odmerkom in časom dajanja zdravil, kar je pomembno za reševanje prekinitvenih motenj, kot je epilepsija.
Ta način dostave zdravil ima tudi prednost, ker ne poveča lokalnega tlaka, kadar zdravilo izstopi iz naprave, ker molekule drog niso v topilu - izstopijo iz naprave "na suho". To je pomembno, ker pomeni, da lahko molekule zdravil (v tem primeru nevrotransmiterji) neposredno komunicirajo s tkivom, ki obdaja vsadek, ne da bi pri tem povzročile poškodbe teh celic ali okoliškega tkiva.
Raziskovalci so že pred tem dokazali, da lahko to metodo dostave zdravil uporabimo za obvladovanje bolečine z vsadkom, ki so ga postavili v hrbtenjačo podgan. Novost našega dela, objavljenega v Science Advances, je bila izdelava implantata, ki je dovolj majhen, da ga lahko vsadijo v možgane miši. V implantat smo vključili tudi drobne senzorje, ki so nam omogočili spremljanje lokalne možganske aktivnosti, kamor je bila naprava vsadljena.
Nevrotransmiterji so kemični glasniki možganov. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) S pomočjo senzorjev na vozilu smo lahko opazili začetek napadov podobnih aktivnosti pri miših. Ko smo odkrili napad, smo implantatu rekli, naj v središču napadov pošlje zaviralne nevrotransmiterje v možgansko tkivo. Nevrotransmiterji celicam v tem tkivu sporočajo, naj prenehajo širiti sporočilo o napadu na druge celice. To je zaustavilo napade.
Ko smo ugotovili, da lahko zaustavimo epileptične napade, smo želeli preveriti, ali lahko krče celo preprečimo, namesto da jih zaustavimo po začetku. Da bi to preizkusili, smo začeli dostavljati nevrotransmiterje, preden so odmerek kemikalij, ki povzročajo napad, v možgane vbrizgali ločen vsadek. Ti poskusi so pokazali, da lahko naš implantat prepreči, da bi se prišlo do kakršnih koli napadov, podobnih napadom.
Tehnologija platforme
Zelo smo navdušeni, ker je to prvič, da je kdo videl, da lahko elektroforetska naprava za dajanje zdravil ustavi ali prepreči napad, podoben napadom. Prav tako to vidimo kot platformo tehnologijo, ki bi jo lahko prilagodili za zdravljenje številnih različnih nevroloških motenj, vključno z epilepsijo, Parkinsonovo boleznijo in možganskimi tumorji.
Pomembno je omeniti, da so doslej to napravo testirali le na miših in podganah. Glede na čas, ki je trajal, da so druge tehnologije prešle od te faze do široke klinične uporabe, bo verjetno minilo vsaj desetletje, preden bo ta tehnologija široko dostopna za ljudi. V tem času bo veliko dela, da se dokaže dolgoročna sposobnost preživetja teh vsadkov za zdravljenje epilepsije in drugih nevroloških motenj.
Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru.
Christopher Proctor, znanstveni sodelavec pri izdelavi in validaciji ionskih črpalk, ki jih je mogoče vsaditi, Univerza v Cambridgeu
