Cercetătorii au arătat că un dispozitiv electronic poate detecta și pune capăt crizelor de epilepsie atunci când este implantat în creierul șoarecilor
Our creier celulele numite neuroni fie excită, fie inhibă alți neuroni din jurul lor să trimită mesaje. Există un echilibru delicat de neuroni care „excita” și cei care „opresc” transmiterea mesajelor. În starea numită epilepsie – o tulburare cronică a creierului care afectează oameni de toate vârstele și sexul – neuronii din creier încep să se declanșeze și semnalează neuronilor vecini să se declanșeze și ei simultan. Acest lucru determină un efect de escaladare care duce la un dezechilibru între activitatea „excitantă” și cea „oprire”. Cauza principală a acestei activități electrice este considerată a fi modificări chimice complexe care apar în celulele nervoase. O criză apare atunci când impulsurile electrice scapă de limitele lor normale. O criză afectează conștiința unei persoane sau controlul motor. Convulsiile în sine nu sunt o boală, ci sunt semne ale diferitelor tulburări ale creierului. Unele convulsii nu sunt vizibile, dar unele sunt incapacitante pentru o persoană. Deși există mai multe tipuri de convulsii, tipul de mai sus este asociat cu epilepsia. Epilepsia este una dintre cele mai frecvente boli neurologice, aproximativ 50 de milioane de oameni suferă de ea în întreaga lume. Cel mai frecvent tratament pentru epilepsie este utilizarea epileptic medicamente precum benzodiazepinele care nu numai că au efecte secundare drastice, dar sunt și ineficiente în prevenirea convulsiilor la 30% dintre pacienții epileptici. Persoanele cu epilepsie și familiile lor trebuie să se confrunte cu stigmatizarea și discriminarea asociată acestei boli, în special în țările cu venituri mici și medii.
O echipă de cercetători britanici și francezi de la Universitatea din Cambridge, École Nationale Supérieure des Mines și INSERM au arătat un dispozitiv electronic care, atunci când este implantat în creierul șoarecilor, a fost capabil să detecteze primul semn al unei convulsii. După această detectare, a fost capabil să livreze o substanță chimică a creierului nativ în interiorul creierului, care apoi a inhibat convulsia să continue mai departe. Studiul lor inovator a fost publicat în Avansuri științifice.
Dispozitivul electronic este subțire, moale, flexibil și realizat din organic filme care îi permit să interfațeze bine cu țesutul uman. Este, de asemenea, sigur, la fel ca leziuni minime ale creierului. Proprietățile electrice ale acestora organic filmele le fac să fie ideale pentru astfel de aplicații medicale în care este necesară interfața cu țesutul viu. Neurotransmițătorul sau medicamentul din dispozitiv vizează punctul de origine al crizei și, prin urmare, semnalează neuronilor să întrerupă tragerile. Acest lucru face ca convulsia să înceteze. O sondă neuronală a fost folosită pentru a transporta acest neurotransmițător în partea afectată a creierului. Această sondă încorporează o mini pompă cu ioni și electrozi care monitorizează activitatea creierului pentru eventualele convulsii. Când electrozii sondei detectează un semnal neural aparținând unei crize, pompa de ioni este activată, care apoi creează un câmp electric. Acest câmp electric permite mișcarea medicamentului printr-o membrană schimbătoare de ioni de la o rezervă internă la exteriorul dispozitivului electronic printr-un proces numit electroforeză care permite tehnic pacienților să controleze doza și sincronizarea medicamentului neurotransmițător într-un mod mai precis. Cantitatea exactă de medicament care trebuie eliberată se poate baza în funcție de intensitatea câmpului electric. Această metodă inovatoare are grijă de „când” și „cât” medicament trebuie să fie livrat pentru un anumit pacient. Medicamentul este livrat fără nicio soluție de solvent adăugată care ajută la prevenirea oricărei leziuni ale țesutului înconjurător. Medicamentul interacționează eficient cu celulele din afara dispozitivului. Cercetătorii au descoperit că doar o cantitate mică de medicament a fost necesară pentru a preveni convulsii și această cantitate a fost considerată ca nu mai mult de 1% din întregul medicament care a fost adăugat inițial în dispozitiv. Acest lucru este util, deoarece dispozitivul nu va trebui reumplut pentru perioade lungi de timp. Medicamentul folosit în acest studiu special a fost un neurotransmițător nativ în corpul nostru și a fost consumat fără probleme de evoluțiile naturale din creier imediat după eliberare. Acest lucru sugerează că tratamentul descris ar trebui să reducă sau chiar să elimine orice reacții adverse nedorite ale medicamentului.
Studiul trebuie efectuat mai elaborat la șoareci pentru a evalua potențialele efecte secundare și apoi un studiu corespunzător poate fi efectuat la oameni. Ar putea trece un timp, poate câțiva ani, până când acest dispozitiv este disponibil pe piață pentru uz public. De asemenea, trebuie studiat dacă un astfel de dispozitiv poate preveni cu totul convulsii. Dacă această tehnică reușește, ar putea revoluționa medicamentele pentru epilepsie și, de asemenea, ar putea ajuta în alte boli similare. Există speranță că o abordare similară ar putea fi utilizată pentru o serie de alte tulburări neurologice, inclusiv tumori cerebrale, accidente vasculare cerebrale și boala Parkinson.
***
{Puteți citi lucrarea originală de cercetare făcând clic pe linkul DOI de mai jos în lista surselor citate}
Sursa (s)
Proctor CM și colab. 2018. Livrare electroforetică de medicamente pentru controlul crizelor. Avansuri de știință. 4(8). https://doi.org/10.1126/sciadv.aau1291
***
