Pam baru yang dipamirkan kecil boleh menyuntik dadah secara langsung ke otak

Para saintis di Massachusetts Institute of Technology telah membangunkan cara baru yang radikal untuk merawat gangguan neurodegenerative seperti penyakit Parkinson, dan kedengaran fenomena sci-fi. Prosedur mereka melibatkan implan probe tipis yang disambungkan kepada pam kecil ke otak pesakit yang menyampaikan ubat-ubatan tepat dan disasarkan tepat ke kawasan otak tertentu. Walaupun pam implan otak ini jauh dari dipasang pada pesakit manusia, ia telah menunjukkan janji dalam kajian awal di haiwan makmal, merawat gejala seperti Parkinson di tikus dan monyet makmal.

Para penyelidik MIT menerbitkan penemuan mereka dalam satu kertas pada hari Rabu dalam jurnal Sains Perubatan Translational. Idea utama di sebalik peranti mereka, yang dipanggil "sistem penyampaian ubat saraf miniatur" (MiNDS), adalah bahawa ia dapat dengan tepat merawat kelompok tertentu neuron tanpa menyebabkan kesan sampingan. Ini bertambah baik dengan kaedah terdahulu yang memperkenalkan ubat ke dalam cecair serebrospinal, yang juga boleh menyebabkan kesan luar sasaran.

Pada masa ini, orang yang hidup dengan keadaan neurodegenerative seperti penyakit Parkinson menghadapi alternatif yang tidak mungkin: Mereka boleh membiarkan penyakit mereka berkembang sebagai gejala seperti gegaran dan kehilangan keseimbangan yang lebih buruk, atau mereka boleh mengambil ubat-ubatan yang mempunyai kesan yang tidak disengajakan, tanpa sasaran. Hari-hari ini, salah satu terapi yang paling biasa untuk penyakit Parkinson adalah gabungan ubat-ubatan carbidopa dan levodopa (biasanya di bawah jenama Sinemet), yang dapat mengurangkan gejala-gejala tetapi juga menghasilkan beberapa kesan sampingan jangka panjang yang merusak pergerakan otot sukarela pesakit.

Salah satu kelebihan utama implan otak, yang ditulis oleh penulis kajian, ialah membolehkan para doktor menargetkan bidang fungsional otak yang sangat spesifik sekecil satu milimeter padu - tentang ketinggian dan panjang satu huruf pada sen A.S.. Bukan itu sahaja, tetapi mereka sebenarnya boleh mengukur aktiviti neuron di kawasan yang dirawat, membolehkan mereka memantau kesan ubat dan mengubah penghantaran ubat dalam masa nyata.

Mereka mengesahkan konsep mereka dalam monyet dan tikus kera rhesus, terlebih dahulu dengan menggerakkan keadaan parkinsonian - satu di mana neuro yang melepaskan dopamine mati atau kurang upaya - dalam kedua-dua haiwan. Mereka kemudian merawat keadaan dalam monyet dengan menyuntik cecair cerebrospinal buatan ke dalam peranti MiNDS. Sepanjang eksperimen, para penyelidik memantau aktiviti otak haiwan dengan menggunakan pemeriksaan tungsten di dalam peranti, yang menunjukkan bahawa implan MiNDS dapat merangsang dan menghalang neuron tertentu.

"Kami menunjukkan di sini bahawa MiNDS secara kimia boleh memodulasi aktiviti neuron tempatan dan tingkah laku yang berkaitan dalam model haiwan sementara pada masa yang sama merekod aktiviti neuronal electroencephalogram (EEG)," tulis penulis kertas itu.

Idea bahawa seseorang boleh mendapatkan implan otak dan bukannya mengambil pil tiga kali sehari untuk sepanjang hayatnya, tetapi protokol radikal ini membawa beberapa isu penting juga. Yang paling jelas adalah implan peranti penyampaian ubat otak yang mendalam adalah menyerang. Ini bukan prosedur mudah seperti mendapatkan tatu atau menindik; peranti yang dicadangkan menembusi jauh ke dalam tisu otak, yang menimbulkan kebimbangan mengenai komplikasi yang mungkin timbul akibat sesuatu yang kompleks seperti kerosakan peranti atau sesuatu yang semudah menendang kepala anda.

Selain itu, meletakkan objek asing ke dalam tisu otak boleh menyebabkan tisu sekeliling menjadi radang dan berpotensi mati. Para penyelidik bekerja di sekitar masalah ini dengan menggunakan keluli tahan karat dan borosilikat (kaca) sebagai bahan utama untuk siasatan, yang mereka katakan menyebabkan kerosakan minimum pada tisu sekeliling pada haiwan ujian selepas lapan minggu implantasi.

Mungkin yang paling penting, gejala Parkinson seperti tikus dan monyet disebabkan oleh kimia yang berbeza disebabkan oleh penyakit Parkinson sebenar pada manusia. Sebelum peranti MiNDS boleh berada di mana-mana dekat dengan manusia, para penyelidik perlu menunjukkan keberkesanannya terhadap penyakit Parkinson.

Buat masa ini, ia merupakan perkembangan yang menarik dalam bidang perubatan otak yang berkembang pesat.

Abstrak: Kemajuan terkini dalam ubat-ubatan untuk gangguan neurodegenerative memperluaskan peluang untuk meningkatkan gejala yang melemahkan yang dialami oleh pesakit. Rawatan farmakologi yang sedia ada, bagaimanapun, sering bergantung kepada pentadbiran ubat sistemik, yang mengakibatkan pengedaran dadah yang luas dan seterusnya meningkatkan risiko keracunan. Memandangkan banyak litar saraf utama mempunyai jumlah milimeter sub-kubik dan ciri-ciri khusus sel, pentadbiran ubat-ubatan kecil ke kawasan otak yang terjejas dengan penyebaran dan kebocoran yang minimum adalah penting. Kami melaporkan perkembangan sistem penyampaian ubat saraf yang dapat dikendalikan dan dikawal dari jarak jauh yang membenarkan penyelarasan terapi dinamik dengan tepat ketepatan spatial. Kami menunjukkan bahawa peranti ini boleh memodulasi aktiviti neuron tempatan secara kimia dalam model binatang kecil (tikus) dan besar (bukan primata) primitif, sementara pada masa yang sama membenarkan rakaman aktiviti saraf untuk membolehkan kawalan maklum balas.