Vědci prokázali, že elektronické zařízení dokáže detekovat a ukončit epileptické záchvaty, když je implantováno do mozku myší
Náš mozek buňky zvané neurony buď vzrušují, nebo inhibují ostatní neurony kolem nich v odesílání zpráv. Existuje křehká rovnováha neuronů, které „vzrušují“ a těch, které „zastavují“ předávání zpráv. Ve stavu zvaném epilepsie – chronické mozkové onemocnění, které postihuje lidi všech věkových kategorií a pohlaví – začnou pálit neurony v mozku a signalizují sousedním neuronům, aby také střílely současně. To způsobuje eskalující účinek, který vede k nerovnováze mezi „vzrušující“ a „zastavující“ aktivitou. Předpokládá se, že hlavní příčinou této elektrické aktivity jsou složité chemické změny, ke kterým dochází v nervových buňkách. K záchvatu dochází, když elektrické impulsy opustí své normální limity. Záchvat ovlivňuje vědomí nebo motorické ovládání člověka. Záchvaty samy o sobě nejsou nemocí, ale jsou příznaky různých poruch v mozku. Některé záchvaty nejsou patrné, ale některé člověka zneschopňují. I když existuje několik druhů záchvatů, výše uvedený typ je spojen s epilepsií. Epilepsie je jedním z nejčastějších neurologických onemocnění, na celém světě jí trpí asi 50 milionů lidí. Nejběžnější léčbou epilepsie je užívání epileptický léky jako benzodiazepiny, které mají nejen drastické vedlejší účinky, ale jsou také neúčinné v prevenci záchvatů u 30 procent pacientů s epilepsií. Lidé s epilepsií a jejich rodiny musí čelit stigmatizaci a diskriminaci spojené s touto nemocí, zejména v zemích s nízkými a středními příjmy.
Tým britských a francouzských vědců z University of Cambridge, École Nationale Supérieure des Mines a INSERM ukázal elektronické zařízení, které po implantaci do mozku myší dokázalo detekovat první známky záchvatu. Po této detekci byl schopen dodat nativní mozkovou chemickou látku do mozku, která pak zabránila dalšímu pokračování záchvatu. Jejich inovativní studie byla zveřejněna v Vědecké zálohy.
Elektronické zařízení je tenké, měkké, flexibilní a vyrobené z organický filmy, které mu umožňují dobře se propojit s lidskou tkání. Je také bezpečný, protože minimálně poškozuje mozek. Elektrické vlastnosti těchto organický filmy je činí ideálními pro takové lékařské aplikace, kde je zapotřebí rozhraní s živou tkání. Neurotransmiter nebo lék v zařízení se zaměřuje na počáteční bod záchvatu a tím signalizuje neuronům, aby přestaly střílet. To způsobí zastavení záchvatu. K transportu tohoto neurotransmiteru do postižené části mozku byla použita neurální sonda. Tato sonda obsahuje mini iontovou pumpu a elektrody, které monitorují mozkovou aktivitu kvůli možnému záchvatu. Když elektrody sondy detekují nervový signál patřící k záchvatu, aktivuje se iontová pumpa, která pak vytvoří elektrické pole. Toto elektrické pole umožňuje pohyb léku přes iontoměničovou membránu z vnitřní rezervy ven z elektronického zařízení procesem zvaným elektroforéza, který technicky umožňuje pacientům řídit dávkování a načasování neurotransmiterového léku přesnějším způsobem. Přesné množství léčiva, které se má uvolnit, může být založeno na síle elektrického pole. Tato inovativní metoda se stará o to, „kdy“ a „kolik“ je třeba dodat konkrétnímu pacientovi léku. Lék je dodáván bez jakéhokoli přidaného roztoku rozpouštědla, což pomáhá předcházet jakémukoli poškození okolní tkáně. Lék účinně interaguje s buňkami těsně mimo zařízení. Výzkumníci zjistili, že k prevenci záchvatů bylo zapotřebí pouze malé množství drogy a toto množství nebylo více než 1 procento z celé drogy, která byla původně přidána do zařízení. To je užitečné, protože zařízení nebude muset být doplňováno po dlouhou dobu. Lék použitý v této konkrétní studii byl nativním neurotransmiterem v našem těle a byl bez problémů spotřebován přirozeným vývojem v mozku ihned po jeho uvolnění. To naznačuje, že popsaná léčba by měla snížit nebo dokonce vymýtit jakékoli nežádoucí vedlejší účinky léků.
Studie musí být provedena podrobněji na myších, aby se změřily potenciální vedlejší účinky, a poté může být provedena odpovídající studie na lidech. Může to chvíli trvat, možná několik let, než bude toto zařízení dostupné na trhu pro veřejné použití. Je třeba také prozkoumat, zda takové zařízení může záchvatům zcela zabránit. Pokud tato technika uspěje, mohla by způsobit revoluci v léčbě epilepsie a také pomoci při jiných podobných onemocněních. Existuje naděje, že by podobný přístup mohl být použit u řady dalších neurologických poruch včetně mozkových nádorů, mrtvice a Parkinsonovy choroby.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Proctor CM a kol. 2018. Elektroforetické podávání léků pro kontrolu záchvatů. Věda Zálohy. 4 (8). https://doi.org/10.1126/sciadv.aau1291
***
