Para muitas pessoas que sofrem de distúrbios neurológicos, como epilepsia, não há opções de tratamento viáveis. Em nossa pesquisa mais recente, desenvolvemos um dispositivo implantável que pode um dia oferecer alívio. Nós mostramos que o implante pode tratar problemas no cérebro, tais como convulsões epilépticas, através da entrega de substâncias químicas do cérebro - conhecidas como neurotransmissores - diretamente para as células do cérebro que causam o problema.
O implante funciona usando um campo elétrico para empurrar os neurotransmissores para fora do dispositivo a partir de um reservatório interno. Esse processo, conhecido como eletroforese, permite um controle preciso da dose e do momento da administração da droga, o que é importante para tratar distúrbios intermitentes, como a epilepsia.
Esta forma de administrar fármacos também tem a vantagem de não aumentar a pressão local onde o fármaco sai do dispositivo porque as moléculas do fármaco não estão num solvente - saem do dispositivo “seco”. Isso é importante porque significa que as moléculas do medicamento (neurotransmissores, neste caso) podem interagir diretamente com o tecido ao redor do implante sem causar danos a essas células ou ao tecido circundante.
Pesquisadores mostraram anteriormente que este método para administrar drogas pode ser usado para controlar a dor, com um implante que foi colocado na medula espinhal de ratos. A novidade do nosso trabalho, publicada na Science Advances, foi projetar um implante pequeno o suficiente para ser implantado no cérebro de camundongos. Também incorporamos sensores minúsculos no implante para nos permitir monitorar a atividade cerebral local onde o dispositivo foi implantado.
Os neurotransmissores são os mensageiros químicos do cérebro. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) Usando os sensores on-board, pudemos ver o início da atividade semelhante a convulsões em camundongos. Depois que uma convulsão foi detectada, dissemos ao implante para enviar neurotransmissores inibitórios para o tecido cerebral no centro das convulsões. Os neurotransmissores dizem às células desse tecido que parem de propagar a mensagem de convulsão para outras células. Isso parou as convulsões.
Depois de descobrirmos que poderíamos parar as convulsões, queríamos ver se poderíamos evitar as convulsões, em vez de interrompê-las depois que elas começaram. Para testar isso, começamos a administrar os neurotransmissores antes que uma dose de substâncias químicas indutoras de ataques fosse injetada no cérebro com um implante separado. Esses experimentos mostraram que nosso implante pode impedir que qualquer atividade parecida com convulsão aconteça.
Tecnologia de plataforma
Estamos muito entusiasmados porque esta é a primeira vez que alguém viu que um dispositivo de entrega de drogas eletroforético pode parar ou prevenir atividades parecidas com convulsões. Além disso, vemos isso como uma tecnologia de plataforma que pode ser adaptada para ajudar a tratar muitos distúrbios neurológicos diferentes, incluindo epilepsia, doença de Parkinson e tumores cerebrais.
É importante notar que, até agora, este dispositivo só foi testado em camundongos e ratos. A julgar pelo tempo que levou para que outras tecnologias passem deste estágio para o uso clínico generalizado, é provável que seja pelo menos uma década antes que essa tecnologia seja amplamente disponível para seres humanos. Durante esse período, muito trabalho será feito para comprovar a viabilidade a longo prazo desses implantes para o tratamento da epilepsia, bem como para outros distúrbios neurológicos.
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation.
Christopher Proctor, pesquisador associado na fabricação e validação de bombas de íons implantáveis, Universidade de Cambridge
