Nowe odkrycia dotyczące elektrod mózgowych mogą poprawić głęboką stymulację mózgu w chorobie Parkinsona Uważa się, że wszczepienie elektrod powoduje stan zapalny i uszkodzenie komórek

Nowe badanie pokazuje, że wszczepienie elektrod do mózgu wywołuje stan zapalny poprzez aktywację grupy białek sygnalizujących układ odpornościowy zwanych inflamasomami, które wykrywają infekcję i z kolei wyzwalają silną reakcję zapalną.

Odkrycia mogą otworzyć nowe sposoby poprawy głębokiej stymulacji mózgu, rodzaju leczenia stosowanego w chorobie Parkinsona i innych zaburzeniach neurologicznych, w celu złagodzenia objawów pacjentów.

„Odkrycie wielu mediatorów zaangażowanych w zapalenie nerwów pozwoli lepiej zrozumieć złożoną odpowiedź immunologiczną, która następuje [electrode] Naukowcy piszą, że inkluzja służy również ujawnieniu potencjalnych celów terapeutycznych w zmniejszaniu zapalenia nerwów.

badania, „Aktywacja patogenów zapalnych i ich wpływ na zapalenie nerwów na styku mikroelektroda-tkanka w implantach śródkorowych„W Biomateriały.

Badanie mechanizmów działania elektrod wszczepionych do mózgu

Pracami kierował zespół badaczy, w skład którego wchodziło kilku członków Naukowej Rady Doradczej Uniwersytetu zabiegi ZyVersa. Amerykańska firma opracowuje eksperymentalne leczenie, którego celem jest zapobieganie ponownej aktywacji inflamasomu.

„Badania opublikowane w Biomaterials zapewniają dodatkowe wsparcie dla terapeutycznego potencjału inhibitora ASC przeciwciała monoklonalnego firmy ZyVersa, IC 100, w urazach i chorobach neurologicznych” — zauważył Stephen C. Glover, współzałożyciel, prezes, dyrektor generalny i prezes firmy ZyVersa. powiedział V Informacja prasowa firmy.

Glover dodał, że wczesne badania eksperymentalnego leczenia „wykazały zmniejszoną aktywność zapalną i/lub lepsze wyniki w dwóch różnych modelach uszkodzenia mózgu, uszkodzenia rdzenia kręgowego, zapalenia związanego z wiekiem, choroby Alzheimera i stwardnienia rozsianego”.

Znana jako DBS, głęboka stymulacja mózgu to zabieg chirurgiczny polegający na wszczepieniu elektrod do mózgu, które mogą dostarczać stymulację elektryczną do określonych obszarów mózgu. Wykazano, że leczenie jest skuteczne u niektórych pacjentów w łagodzeniu niektórych objawów choroby Parkinsona i innych zaburzeń neurologicznych.

„Głęboka stymulacja mózgu jest ważną opcją leczenia pomagającą utrzymać jakość życia pacjentów z zaburzeniami ruchowymi, których objawów nie można skutecznie kontrolować za pomocą leków” – powiedział dr Abhishek Prasad, profesor inżynierii biomedycznej na Uniwersytecie Miami Miller School of Medicine. „. i współautor badania.

Podczas gdy głęboka stymulacja mózgu może być skuteczną opcją leczenia, elektrody wszczepione do mózgu nie mogą trwać zbyt długo. Wynika to częściowo z zapalenia spowodowanego przez elektrody w otaczającej tkance mózgowej, co uszkadza materiał elektrody.

Ale dokładne mechanizmy molekularne tego, jak elektrody wszczepione do mózgu wywołują stan zapalny, nie są w pełni poznane. Teraz zespół naukowców przeprowadził serię eksperymentów na myszach, aby sprawdzić, czy cząstka zapalna odgrywa rolę.

Inflammasomy to kompleksy białek, których komórki używają do wykrywania oznak uszkodzenia lub infekcji. Kiedy te sygnały zagrożenia zostaną wykryte, inflamasom staje się aktywny, wywołując silną reakcję zapalną.

Wyniki wykazały, że poziom białek zapalnych znacznie wzrósł w ciągu kilku dni po wszczepieniu elektrody. Kilka ważnych mediatorów zapalnych, takich jak NLRP1 i NLRP3, było nadal na podwyższonym poziomie przez miesiąc po przeszczepie, ostatni punkt czasowy oceniany w tym badaniu.

„Te odkrycia stanowią mocne wsparcie dla obecności molekuł wykrywających cząstki we wczesnym stadium zapalenia [electrode] implantacja i pozostawanie na podwyższeniu, aby spowodować ciągłą neuropatię, w której pośredniczy stan zapalny” – napisali naukowcy.

Pyroptoza, od greckich słów oznaczających „ognistą śmierć”, jest formą zaprogramowanej śmierci komórki zapalnej. W szczególności, gdy komórka przechodzi hipertrofię kinetyczną, komórka zabija się, jednocześnie wyrzucając prozapalne cząsteczki sygnałowe.

Może to być skuteczne w radzeniu sobie z tępymi urazami, ponieważ uszkodzona komórka może się wysłać, jednocześnie alarmując resztę ciała. Jednak w przypadku wszczepionej elektrody proces ten jest stale aktywowany, co może prowadzić do szkodliwej odpowiedzi zapalnej. W rzeczywistości naukowcy zauważyli, że w tym badaniu więcej zapaleń krtani było zwykle związanych z mniej gęstymi neuronami, co wskazuje na większe uszkodzenie tkanki mózgowej.

„Neuropatia spowodowana zapaleniem zatok i zapaleniem nerwów może prowadzić do utraty neuronów” – napisali naukowcy. Odkrycia te sugerują, że blokowanie zapalnej aktywacji somatosomów może pomóc w zapobieganiu odpowiedzi zapalnej na elektrody wszczepione do mózgu.

„Nasze wyniki nie tylko pokazują, że przedłużona aktywacja cząstek zapalnych przyczynia się do zapalenia nerwów na styku ME-tkanka, ale także ujawniają terapeutyczny potencjał celowania w cząstki zapalne w celu złagodzenia odpowiedzi ciała obcego na implanty korowe” – powiedział Prasad.