Нови малки имплантирани помпи могат да инжектират наркотици директно в мозъците

Учените от Масачузетския технологичен институт са разработили радикално нов начин за лечение на невродегенеративни заболявания като болестта на Паркинсон и звучи доста изненадващо. Тяхната процедура включва имплантиране на тънка сонда, свързана с малка помпа в мозъка на пациента, която доставя точно измерени и насочени лекарства към определени мозъчни области. Докато тази мозъчна имплантна помпа е далеч от това да бъде инсталирана при хора, тя е показала обещание при първоначално проучване при лабораторни животни, лекуващи симптомите, подобни на Паркинсон, при лабораторни плъхове и маймуни.

Изследователите от Масачузетския технологичен институт публикуват резултатите си в списание в сряда Наука Транслационна медицина, Основната идея на тяхното устройство, наречена "миниатюрна система за доставяне на неврално лекарство" (MiNDS), е, че тя може точно да лекува специфични клъстери от неврони, без да причинява странични ефекти. Това подобрява предишните методи, които въвеждат лекарства в гръбначно-мозъчната течност, което също може да предизвика нецелеви ефекти.

Понастоящем хората, живеещи с невродегенеративни състояния като болестта на Паркинсон, се сблъскват с невъзможни алтернативи: те могат или да позволят на болестта си да се развива, тъй като симптомите като треперене и загуба на равновесие се влошават, или могат да приемат лекарства, които имат непреднамерен ефект. В днешно време една от най-често използваните терапии за болестта на Паркинсон е комбинацията от лекарства карбидопа и леводопа (обикновено под търговската марка Sinemet), които могат да облекчат симптомите, но също така създават някои дългосрочни странични ефекти, които нарушават доброволното мускулно движение на пациентите.

Едно от основните предимства на мозъчните импланти, пишат авторите на изследването, е, че то позволява на лекарите да се насочват към много специфични функционални области на мозъка, колкото един кубичен милиметър - за височината и дължината на една буква в щатската пени. Не само това, но те всъщност могат да измерват активността на невроните в лекуваната област, което им позволява да наблюдават ефектите на лекарството и да променят доставката на лекарства в реално време.

Те потвърдиха концепцията си при маймуни и плъхове от макаки, ​​първо чрез индуциране на паркинсоново състояние - такова, при което невроните, освобождаващи допамина, са мъртви или инвалиди - и при двете животни. След това те третират състоянието при маймуните чрез инжектиране на изкуствена цереброспинална течност в MiNDS устройството. По време на експериментите учените наблюдаваха мозъчната активност на животните с помощта на волфрамова сонда в устройството, което показа, че имплантът на MiNDS може да възбуди и инхибира специфични неврони.

"Ние показваме тук, че MiNDS може химически да модулира местната невронална активност и свързаното с нея поведение в животинските модели, като едновременно записва невронна електроенцефалограма (ЕЕГ)", пишат авторите на статията.

Идеята, че човек може да получи мозъчен имплант, вместо да приема хапчета три пъти на ден до края на живота си, звучи чудесно, но този протокол за радикално третиране поставя и някои важни въпроси. Най-очевидното е, че имплантирането на устройство за доставяне на дълбоко мозъчно лекарство е инвазивно, като чесало. Това не е проста процедура като получаване на татуировка или пиърсинг; предложеното устройство прониква дълбоко в мозъчната тъкан, което поражда загриженост за усложненията, които могат да възникнат в резултат на нещо толкова сложно като неизправност на устройството или нещо толкова просто, като удряне на главата ви.

Освен това, поставянето на чуждо тяло в мозъчната тъкан може да доведе до възпаление и потенциална смърт на околните тъкани. Изследователите са работили по този въпрос, като са използвали неръждаема стомана и боросиликат (стъкло) като основни материали за сондата, които според тях причиняват минимални увреждания на околните тъкани при тестовите животни след осем седмици имплантация.

Може би най-важното е, че химически предизвиканите симптоми на Паркинсон при мишки и маймуни са доста различни от тези на действителната болест на Паркинсон при хора. Преди устройството на MiNDS да може да бъде почти готово за хората, изследователите ще трябва да докажат своята ефективност срещу болестта на Паркинсон.

Засега обаче това е очарователно развитие в бързо развиващата се област на мозъчната медицина.

Анотация: Последните постижения на медикаментите за невродегенеративни заболявания разширяват възможностите за подобряване на инвалидизиращите симптоми, понасяни от пациентите. Съществуващите фармакологични лечения, обаче, често разчитат на системно администриране на лекарството, което води до широко разпространение на лекарството и последващо повишен риск за токсичност. Като се има предвид, че много ключови нервни схеми имат под-кубичен милиметър обеми и специфични за клетката характеристики, прилагането на лекарства в малки количества в засегнатите мозъчни области с минимална дифузия и изтичане е от съществено значение. Ние съобщаваме за разработването на имплантируема, дистанционно управляема, миниатюрна система за доставяне на медикаменти, позволяваща динамична корекция на терапията с прецизна пространствена точност. Ние демонстрираме, че това устройство може химически да модулира местната невронална активност в малки животински модели на малки (гризачи) и големи (нечовешки примати), като същевременно позволява записване на невронна активност, за да се даде възможност за обратна връзка.