Επανάσταση στην ιατρική επιστήμη: Τσιπ στον εγκέφαλο με μια ένεση χωρίς χειρουργείο
Νέα τεχνολογία υπόσχεται ασφαλή, στοχευμένη θεραπεία εγκεφαλικών παθήσεων με μια εντυπωσιακή εμφύτευση άνευ χειρουργείου.
Επιστήμονες του MIT βρίσκονται πολύ κοντά σε μια επαναστατική θεραπεία ασθενειών του ανθρώπινου εγκεφάλου, που μπορεί να αντικαταστήσει την εγχείρηση με μια απλή ένεση. Η τεχνολογία, που ονομάζεται Circulatronics και περιγράφεται στο περιοδικό Nature Biotechnology, συνδυάζει μικροσκοπικά ηλεκτρονικά κυκλώματα με τα κύτταρα του ανοσοποιητικού, ώστε να διασχίζουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και να εγκαθίστανται αυτόνομα στις περιοχές του εγκεφάλου που χρειάζονται θεραπεία.
Μια ένεση αντί για χειρουργείο
Όπως διαβάζουμε στο ZME Science, μόλις φτάσουν στον στόχο τους, τα μικροσκοπικά τσιπ περιμένουν φως από το εξωτερικό σώμα για να ενεργοποιηθούν. Μπορούν να διεγείρουν περιοχές του εγκεφάλου μόλις λίγων μικρομέτρων, δημιουργώντας μια μοναδική συνεργασία μεταξύ ηλεκτρονικών και νευρώνων. Σήμερα, οι ασθενείς με νόσο του Parkinson ή επιληψία χρειάζονται χειρουργικές επεμβάσεις για να τοποθετηθούν ηλεκτρόδια βαθιά στον εγκέφαλο. Αυτές οι διαδικασίες είναι αποτελεσματικές αλλά επικίνδυνες, ακριβές και επεμβατικές.
Η ομάδα των ερευνητών δοκίμασε κάτι ριζικά διαφορετικό: να φτιάξει ηλεκτρονικά τόσο μικρά που να ταξιδεύουν μαζί με τα κύτταρα του αίματος και να γνωρίζουν πότε να «κατεβαίνουν» στον εγκέφαλο. Έτσι δημιουργήθηκαν τα SWEDs, τσιπ μικρότερα από ένα αιμοσφαίριο, με πάχος μόλις 200 νανόμετρα. Απορροφώντας κοντινό υπέρυθρο φως, παράγουν αρκετή ενέργεια για να ενεργοποιήσουν τους γειτονικούς νευρώνες.
Το μεγάλο εμπόδιο ήταν το ανοσοποιητικό σύστημα. Τα ελεύθερα αντικείμενα στο αίμα συνήθως απομακρύνονται ή καταστρέφονται από τα λευκά αιμοσφαίρια. Η λύση ήταν να «καμουφλαριστούν» σε μονοκύτταρα, κύτταρα του ανοσοποιητικού που κατευθύνονται στις φλεγμονές και μπορούν να περάσουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Το αποτέλεσμα είναι ένα σύστημα ικανό να φτάσει στον εγκέφαλο χωρίς χειρουργείο.
Σε πειράματα με ποντίκια, τα υβρίδια κυκλοφόρησαν στο αίμα και κατέληξαν ακριβώς στις φλεγμονώδεις περιοχές του θαλάμου. Χωρίς τα κύτταρα-φορείς, τα τσιπ σχεδόν δεν έφταναν στον εγκέφαλο. Η χημική ανάλυση έδειξε ότι περίπου 14.000 τσιπ εγκαταστάθηκαν σε κάθε εγκέφαλο. Η ίδια μέθοδος μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλα όργανα στο μέλλον.
Πώς λειτουργούν τα Circulatronics
Η λειτουργία των τσιπ επιβεβαιώθηκε σε καλλιέργειες νευρώνων και ζωντανά ζώα: τα κύτταρα ανταποκρίθηκαν σε φως, ενεργοποιώντας συγκεκριμένες περιοχές με ακρίβεια. Παράλληλα, τα ποντίκια δεν παρουσίασαν αλλαγές στη συμπεριφορά, στη φυσιολογία ή στους βασικούς δείκτες υγείας. Μέσα σε περίπου δέκα ημέρες, τα τσιπ απομακρύνθηκαν από τον οργανισμό χωρίς εμφανείς βλάβες.
Οι επιστήμονες σχεδιάζουν και βιοδιασπώμενες εκδόσεις ή συνδέσμους που χαλαρώνουν μετά από συγκεκριμένα ερεθίσματα, ώστε τα τσιπ να εξαφανίζονται όταν ολοκληρώσουν τη δουλειά τους. Η ερευνητική αυτή ομάδα είναι αισιόδοξη ότι τεχνολογία θα καταστήσει τις εμφυτεύσεις εγκεφάλου προσιτές σε όλους, χωρίς χειρουργική επέμβαση, και θα μπορεί να αντιμετωπίζει ασθένειες όπως Alzheimer, όγκους εγκεφάλου ή χρόνιο πόνο.
Το μέλλον των εμφυτευμάτων
Το μέλλον αυτής της τεχνολογίας θα εξαρτηθεί από δοκιμές σε μεγαλύτερους οργανισμούς, αξιολόγηση ασφάλειας, μακροχρόνια χρήση και ηθικά θέματα σχετικά με τον έλεγχο και τη συναίνεση.
