Sok olyan idegrendszeri rendellenességben szenvedő ember számára, mint például az epilepszia, nincs életképes kezelési lehetőség. Legújabb kutatásunkban kifejlesztettünk egy beültethető eszközt, amely egy nap megkönnyebbülést kínálhat. Megmutatjuk, hogy az implantátum képes kezelni az agyi problémákat, például epilepsziás rohamokat, azáltal, hogy agyi vegyszereket - neurotranszmittereknek nevezik - közvetlenül az agy sejtjeibe szállítják, amelyek a problémát okozzák.
Az implantátum elektromos mező használatával működik, hogy a neurotranszmittereket kihúzza az eszközből a belső tartályból. Ez az elektroforézis néven ismert eljárás lehetővé teszi a gyógyszer adagolásának és ütemezésének pontos ellenőrzését, ami fontos az időszakos rendellenességek, például az epilepszia kezelése szempontjából.
Ennek a gyógyszer-leadási módszernek az az előnye is, hogy nem növeli a helyi nyomást, ha a gyógyszer kilép az eszközből, mivel a gyógyszermolekulák nem oldószerben vannak - „kiszáradnak” az eszközről. Ez azért fontos, mert azt jelenti, hogy a gyógyszermolekulák (ebben az esetben a neurotranszmitterek) közvetlenül kölcsönhatásba léphetnek az implantátumot körülvevő szövettel, anélkül, hogy ezeknek a sejteknek vagy a környező szövetnek károsodást okoznának.
A kutatók korábban kimutatták, hogy ez a módszer a gyógyszerek bejuttatására felhasználható a fájdalom kezelésére egy olyan implantátummal, amelyet a patkányok gerincvelőjébe helyeztek. Munkánk újdonsága, amelyet a Science Advances közzétett, az volt, hogy olyan kicsi implantátumot tervezzen, amely az egerek agyába beültethető. Apró érzékelőket is beépítettünk az implantátumba, hogy megfigyelhessük a helyi agyi aktivitást, ahol az eszközt beültettük.
A neurotranszmitterek az agy kémiai hírvivői. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) A fedélzeti érzékelőkkel láthattuk a rohamokhoz hasonló aktivitás kezdetét egerekben. A rohamok észlelése után azt mondták az implantátumnak, hogy küldjenek gátló neurotranszmittereket az agyszövetbe a rohamok középpontjában. A neurotranszmitterek arra utasítják az adott szövet sejtjeit, hogy hagyják abba a rohamüzenetet más sejtekbe. Ez megállította a rohamokat.
Miután megállapítottuk, hogy megállíthatjuk a rohamokat, megkérdeztük, hogy tudjuk-e megakadályozni a rohamokat, ahelyett, hogy megállítanánk őket kezdésük után. Ennek kipróbálására elkezdtük a neurotranszmitterek szállítását, mielőtt egy darab rohamot kiváltó vegyi anyagot beadtak az agyba egy külön implantátummal. Ezek a kísérletek azt mutatták, hogy az implantátumunk megakadályozhatja a rohamokhoz hasonló tevékenységek bekövetkezését.
Platform technológia
Nagyon izgatottak vagyunk, mert ez az első alkalom, amikor valaki látta, hogy egy elektroforetikus gyógyszeradagoló készülék megállíthatja vagy megakadályozhatja a rohamokhoz hasonló tevékenységeket. Ugyanakkor ezt olyan platform technológiának tekintjük, amelyet számos különféle neurológiai rendellenesség, ideértve az epilepsziát, a Parkinson-kórt és az agydaganatokat kezelni lehetne, adaptálni lehet.
Fontos megjegyezni, hogy eddig ezt az eszközt csak egerekben és patkányokban tesztelték. Annak eldöntése alapján, hogy mennyi idő telt el más technológiák ettől a stádiumtól a széles körű klinikai felhasználásig - valószínűleg legalább egy évtizeddel később ez a technológia széles körben elérhető lesz az emberek számára. Ez idő alatt sok munkát kell elvégezni ezen implantátumok hosszú távú életképességének bizonyítására epilepsziának, valamint más neurológiai rendellenességeknek a kezelésére.
Ezt a cikket eredetileg a The Conversation kiadta.
Christopher Proctor, a Cambridge-i Egyetem implantálható ionszivattyúk gyártásának és validálásának kutató munkatársa
