За много хора, които страдат от неврологични разстройства, като епилепсия, няма жизнеспособни възможности за лечение. В последното си изследване разработихме имплантируемо устройство, което един ден може да предложи облекчение. Ние показваме, че имплантът може да лекува проблеми в мозъка, като епилептични припадъци, като доставя мозъчни химикали - известни като невротрансмитери - директно до клетките в мозъка, които причиняват проблема.
Имплантът работи, като използва електрическо поле, за да изтласка невротрансмитерите от устройството от вътрешен резервоар. Този процес, известен като електрофореза, позволява прецизен контрол върху дозата и времето на доставка на лекарството, което е важно за справяне с периодични нарушения, като епилепсия.
Този начин на доставяне на лекарства също има предимството да не повишава локалното налягане, когато лекарството излиза от устройството, тъй като молекулите на лекарството не са в разтворител - те излизат от устройството „сухо“. Това е важно, защото означава, че молекулите на лекарството (в този случай невротрансмитерите) могат да взаимодействат директно с тъканта, обграждаща имплантата, без да причиняват увреждане на тези клетки или на заобикалящата ги тъкан.
Преди това изследователите са показали, че този метод за доставяне на лекарства може да се използва за овладяване на болката с имплант, поставен в гръбначния мозък на плъхове. Новостта на нашата работа, публикувана в Science Advances, беше да създадем достатъчно малък имплант, за да бъде имплантиран в мозъка на мишки. Включихме и малки сензори в импланта, за да ни позволи да наблюдаваме местната мозъчна активност, където е имплантирано устройството.
Невротрансмитерите са химическите пратеници на мозъка. (Андрий Водолажский / Shutterstock.com) Използвайки вградените сензори, можехме да видим началото на припадъчна активност при мишки. След откриването на припадък казахме на импланта да изпрати инхибиторни невротрансмитери в мозъчната тъкан в центъра на пристъпите. Невротрансмитерите казват на клетките в тази тъкан да спрат да разпространяват съобщението за припадък към други клетки. Това спря пристъпите.
След като установихме, че можем да спрем пристъпите, искахме да видим дали можем да предотвратим пристъпите като цяло, вместо да ги спрем, след като са започнали. За да проверим това, ние започнахме да доставяме невротрансмитерите, преди да се инжектира в мозъка доза отделни припадъци химикали с отделен имплант. Тези експерименти показаха, че нашият имплант може да предотврати появата на подобна припадъчна дейност.
Технология на платформата
Ние сме много развълнувани, защото това е първият път, когато някой е видял, че електрофоретичното устройство за доставяне на лекарства може да спре или да предотврати подобна на припадъци активност. Също така, ние виждаме това като платформа технология, която би могла да бъде адаптирана, за да помогне за лечението на много различни неврологични разстройства, включително епилепсия, Паркинсонова болест и мозъчни тумори.
Важно е да се отбележи, че досега това устройство е тествано само на мишки и плъхове. Съдейки по времето, отнело други технологии да преминат от този етап до широко разпространено клинично приложение, вероятно ще изминат поне десетилетие, преди тази технология да бъде широко достъпна за хората. През това време ще се направи много работа за доказване на дългосрочната жизнеспособност на тези импланти за лечение на епилепсия, както и други неврологични разстройства.
Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation.
Кристофър Проктор, научен сътрудник в производството и валидирането на имплантируеми йонни помпи, Университета в Кеймбридж
