Za mnoge ljude koji pate od neuroloških poremećaja, poput epilepsije, ne postoje izvedive mogućnosti liječenja. U našem najnovijem istraživanju razvili smo uređaj za implantaciju koji jednog dana može pružiti olakšanje. Pokazujemo da implantat može liječiti probleme u mozgu, poput epileptičkih napadaja, isporukom moždanih kemikalija - poznatih kao neurotransmiteri - izravno u stanice u mozgu koje uzrokuju problem.
Implantat djeluje korištenjem električnog polja kako bi se neurotransmiteri izbacili iz uređaja iz unutarnjeg rezervoara. Ovaj postupak, poznat kao elektroforeza, omogućava preciznu kontrolu doze i vremena davanja lijekova, što je važno za rješavanje povremenih poremećaja poput epilepsije.
Ovakav način isporuke lijekova također ima prednost u tome što ne povećava lokalni tlak tamo gdje lijek izlazi iz uređaja, jer molekule lijeka nisu u otapalu - oni iz uređaja izlaze "suhi". To je važno jer znači da molekule lijeka (u ovom slučaju neurotransmiteri) mogu izravno komunicirati s tkivom koje okružuje implantat, a da ne oštete te stanice ili okolno tkivo.
Istraživači su prethodno pokazali da se ova metoda isporuke lijekova može koristiti za upravljanje bolom, implantatom koji je postavljen u leđnu moždinu štakora. Novost našeg rada, objavljenog u časopisu Science Advances, bila je konstruiranje implantata dovoljno malog da se ugradi u mozak miševa. Također smo u implantat ugradili sićušne senzore kako bismo mogli nadzirati lokalnu aktivnost mozga gdje je uređaj implantiran.
Neurotransmiteri su kemijski glasnici mozga. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) Pomoću ugrađenih senzora mogli smo vidjeti napad napadaja kod miševa. Nakon što je otkriven napad, rekli smo implantatu da pošalje inhibicijske neurotransmitere u moždano tkivo u središtu napadaja. Neurotransmiteri kažu stanicama u tom tkivu da prestanu širenje poruke o napadu drugim stanicama. To je zaustavilo napadaje.
Nakon što su ustanovili da možemo zaustaviti napadaje, htjeli smo vidjeti možemo li uopće spriječiti napadaje, a ne zaustaviti ih nakon što su započeli. Da bismo to testirali, započeli smo s isporukom neurotransmitera prije nego što je doza kemikalija koje izazivaju napadaj ubrizgana u mozak zasebnim implantatom. Ovi su pokusi pokazali da naš implantat može spriječiti da se dogodi bilo koja aktivnost slična napadaju.
Tehnologija platforme
Jako smo uzbuđeni jer je ovo prvi put da je netko vidio da elektroforetski uređaj za davanje lijeka može zaustaviti ili spriječiti aktivnost sličnu napadima. Također, to vidimo kao platformsku tehnologiju koja bi se mogla prilagoditi kako bi se pomoglo u liječenju mnogih različitih neuroloških poremećaja, uključujući epilepsiju, Parkinsonovu bolest i tumore mozga.
Važno je napomenuti da je do sada ovaj uređaj testiran samo na miševima i štakorima. Sudeći prema vremenu koje je bilo potrebno da druge tehnologije pređu iz ove faze u široku kliničku upotrebu, vjerojatno će proći barem desetljeće prije nego što će ova tehnologija biti široko dostupna ljudima. Tijekom ovog vremena učinit će se mnogo posla kako bi se dokazala dugoročna održivost ovih implantata za liječenje epilepsije kao i drugih neuroloških poremećaja.
Ovaj je članak prvotno objavljen u časopisu The Conversation.
Christopher Proctor, znanstveni suradnik u izradi i provjeri ionskih pumpi koje se mogu implantirati, Sveučilište u Cambridgeu
