Исследователи показали, что электронное устройство может обнаруживать и прекращать эпилептические припадки при имплантации в мозг мышей.
Наши мозг клетки, называемые нейронами, либо возбуждают, либо запрещают другим нейронам отправлять сообщения. Существует тонкий баланс нейронов, которые «возбуждают», и нейронов, которые «останавливают» передачу сообщений. В состоянии, которое называется эпилепсией - хроническим заболеванием мозга, которое поражает людей любого возраста и пола, - нейроны в мозгу начинают активироваться и сигнализировать соседним нейронам, чтобы они также активировались одновременно. Это вызывает нарастающий эффект, который приводит к дисбалансу между «возбуждающей» и «останавливающей» деятельностью. Считается, что первопричина этой электрической активности - сложные химические изменения, происходящие в нервных клетках. Приступ возникает, когда электрические импульсы выходят за пределы нормы. Припадок влияет на сознание человека или контроль над его моторикой. Сами по себе судороги не являются заболеванием, а являются признаком различных нарушений в головном мозге. Некоторые приступы незаметны, но некоторые выводят человека из строя. Хотя существует несколько видов припадков, вышеуказанный тип связан с эпилепсией. Эпилепсия - одно из самых распространенных неврологических заболеваний, от которого страдают около 50 миллионов человек во всем мире. Наиболее распространенное лечение эпилепсии - это использование эпилептический такие препараты, как бензодиазепины, не только обладают сильными побочными эффектами, но и неэффективны в предотвращении судорог у 30 процентов пациентов с эпилепсией. Людям с эпилепсией и их семьям приходится сталкиваться со стигмой и дискриминацией, связанной с этим заболеванием, особенно в странах с низким и средним уровнем доходов.
Команда британских и французских исследователей из Кембриджского университета, Национальной высшей школы шахт и INSERM продемонстрировала электронное устройство, которое при имплантации в мозг мышей могло обнаруживать первые признаки припадка. После этого обнаружения он смог доставить в мозг природное химическое вещество, которое затем воспрепятствовало дальнейшему продолжению припадка. Их инновационное исследование было опубликовано в Научные достижения
Электронное устройство тонкое, мягкое, гибкое и изготовлено из органический пленки, позволяющие ему хорошо взаимодействовать с тканями человека. Это также безопасно, поскольку наносит минимальный вред мозгу. Электрические свойства этих органический пленки делают их идеально подходящими для таких медицинских применений, где необходим контакт с живой тканью. Нейромедиатор или лекарство в устройстве воздействует на точку возникновения приступа и тем самым сигнализирует нейронам о прекращении возбуждения. Это приводит к остановке приступа. Нейронный зонд использовался для транспортировки этого нейромедиатора в пораженную часть мозга. Этот зонд включает в себя мини-ионный насос и электроды, которые контролируют активность мозга на предмет возможных приступов. Когда зондовые электроды обнаруживают нервный сигнал, связанный с припадком, активируется ионный насос, который затем создает электрическое поле. Это электрическое поле обеспечивает перемещение лекарства через ионообменную мембрану из внутреннего резерва за пределы электронного устройства с помощью процесса, называемого электрофорезом, который технически позволяет пациентам более точно контролировать дозировку и время введения препарата-нейромедиатора. Точное количество высвобождаемого лекарства можно определить в зависимости от силы электрического поля. Этот инновационный метод учитывает, «когда» и «сколько» лекарства необходимо ввести конкретному пациенту. Препарат поставляется без добавления раствора растворителя, что помогает предотвратить повреждение окружающих тканей. Препарат эффективно взаимодействует с клетками за пределами устройства. Исследователи обнаружили, что для предотвращения судорог требовалось лишь небольшое количество препарата, и это количество составляло не более 1 процента от всего лекарства, которое изначально было добавлено в устройство. Это полезно, поскольку устройство не нужно будет заправлять в течение длительного времени. Препарат, использованный в этом конкретном исследовании, был родным нейромедиатором в нашем организме, и он беспрепятственно потреблялся естественными процессами в мозге сразу после его высвобождения. Это говорит о том, что описанное лечение должно уменьшить или даже полностью устранить любые нежелательные побочные эффекты лекарств.
Исследование необходимо более тщательно провести на мышах, чтобы оценить возможные побочные эффекты, а затем соответствующее исследование может быть проведено на людях. Может пройти некоторое время, возможно, несколько лет, прежде чем это устройство появится на рынке для публичного использования. Также необходимо изучить, может ли такое устройство полностью предотвратить судороги. Если этот метод окажется успешным, он может произвести революцию в лечении эпилепсии, а также помочь при других подобных заболеваниях. Есть надежда, что подобный подход может быть использован для ряда других неврологических расстройств, включая опухоли головного мозга, инсульты и болезнь Паркинсона.
Источник (ы)
Proctor CM et al. 2018. Электрофоретическая доставка лекарств для борьбы с судорогами. Наука развивается. 4 (8). https://doi.org/10.1126/sciadv.aau1291
