Pro mnoho lidí, kteří trpí neurologickými poruchami, jako je epilepsie, neexistují žádné životaschopné možnosti léčby. V našem nejnovějším výzkumu jsme vyvinuli implantovatelné zařízení, které může jednoho dne nabídnout úlevu. Ukazujeme, že implantát dokáže léčit problémy v mozku, jako jsou epileptické záchvaty, tím, že dodává mozkové chemikálie - známé jako neurotransmitery - přímo do buněk v mozku, které způsobují problém.
Implantát pracuje pomocí elektrického pole k vytlačení neurotransmiterů ze zařízení z vnitřního zásobníku. Tento proces, známý jako elektroforéza, umožňuje přesnou kontrolu nad dávkou a načasováním dodávání léčiva, což je důležité pro řešení intermitentních poruch, jako je epilepsie.
Tento způsob podávání léčiv má také výhodu v tom, že nezvyšuje místní tlak, kdy léčivo opouští zařízení, protože molekuly léčiva nejsou v rozpouštědle - opouštějí zařízení „suché“. To je důležité, protože to znamená, že molekuly léčiva (v tomto případě neurotransmitery) mohou interagovat přímo s tkání obklopující implantát, aniž by způsobovaly poškození těchto buněk nebo okolní tkáně.
Vědci již dříve ukázali, že tento způsob dodávání léčiv lze použít k léčbě bolesti, s implantátem, který byl umístěn do míchy potkanů. Novinkou naší práce, publikované v Science Advances, bylo navrhnout implantát dostatečně malý, aby byl implantován do mozku myší. Do implantátu jsme také začlenili malé senzory, které nám umožňují sledovat lokální mozkovou aktivitu, do které bylo zařízení implantováno.
Neurotransmitery jsou chemickými posly mozku. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) Pomocí palubních senzorů jsme mohli vidět počátek záchvatové aktivity u myší. Po zjištění záchvatů jsme implantátu řekli, aby vyslal inhibiční neurotransmitery do mozkové tkáně ve středu záchvatů. Neurotransmitery říkají buňkám v této tkáni, aby přestaly šířit záchvatovou zprávu na jiné buňky. To zastavilo záchvaty.
Poté, co jsme zjistili, že můžeme záchvaty zastavit, chtěli jsme zjistit, zda bychom záchvatům nemohli zabránit úplně, spíše než je zastavit po jejich zahájení. Abychom to mohli otestovat, začali jsme dodávat neurotransmitery dříve, než byla do mozku injikována dávka chemikálií vyvolávajících záchvaty samostatným implantátem. Tyto experimenty ukázaly, že náš implantát může zabránit jakémukoli záchvatu podobnému chování.
Platformová technologie
Jsme velmi nadšení, protože je to poprvé, co někdo viděl, že elektroforetické zařízení pro dodávání léčiv může zastavit nebo zabránit záchvatu podobné činnosti. Také to vidíme jako platformovou technologii, která by mohla být přizpůsobena k léčbě mnoha různých neurologických poruch, včetně epilepsie, Parkinsonovy choroby a mozkových nádorů.
Je důležité poznamenat, že toto zařízení bylo dosud testováno pouze u myší a potkanů. Soudě podle času, který uplynulo od doby, kdy jiné technologie přejít od této fáze k rozsáhlému klinickému použití, je pravděpodobné, že bude alespoň deset let, než bude tato technologie pro lidi široce dostupná. Během této doby bude vykonáno mnoho práce, aby se prokázala dlouhodobá životaschopnost těchto implantátů pro léčbu epilepsie a dalších neurologických poruch.
Tento článek byl původně publikován v The Conversation.
Christopher Proctor, výzkumný pracovník ve výrobě a validaci implantovatelných iontových pump, University of Cambridge
