Forscher haben gezeigt, dass ein elektronisches Gerät epileptische Anfälle erkennen und beenden kann, wenn es in das Gehirn von Mäusen implantiert wird
Unsere Einnahme von Medikamenten Zellen, die Neuronen genannt werden, erregen entweder andere Neuronen um sie herum oder hemmen sie daran, Nachrichten zu senden. Es gibt ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Neuronen, die „anregen“ und solchen, die die Weiterleitung von Nachrichten „stoppen“. Bei der sogenannten Epilepsie – einer chronischen Gehirnerkrankung, die Menschen jeden Alters und Geschlechts betrifft – beginnen Neuronen im Gehirn zu feuern und signalisieren benachbarten Neuronen, dass sie ebenfalls gleichzeitig feuern sollen. Dies führt zu einem eskalierenden Effekt, der zu einem Ungleichgewicht zwischen „anregender“ und „unterbrechender“ Aktivität führt. Als Ursache dieser elektrischen Aktivität werden komplexe chemische Veränderungen vermutet, die in Nervenzellen auftreten. Ein Anfall tritt auf, wenn elektrische Impulse ihre normalen Grenzen überschreiten. Ein Anfall beeinträchtigt das Bewusstsein oder die motorische Kontrolle einer Person. Krampfanfälle selbst sind keine Krankheit, sondern Anzeichen für verschiedene Störungen im Gehirn. Einige Anfälle sind nicht wahrnehmbar, aber einige sind für eine Person handlungsunfähig. Obwohl es verschiedene Arten von Anfällen gibt, wird die obige Art mit Epilepsie in Verbindung gebracht. Epilepsie ist mit rund 50 Millionen Menschen weltweit eine der häufigsten neurologischen Erkrankungen. Die häufigste Behandlung von Epilepsie ist die Verwendung von epileptisch Medikamente wie Benzodiazepine, die nicht nur drastische Nebenwirkungen haben, sondern bei 30 Prozent der Epilepsiepatienten auch bei der Vorbeugung von Anfällen unwirksam sind. Menschen mit Epilepsie und ihre Familien müssen sich insbesondere in Ländern mit niedrigem und mittlerem Einkommen im Zusammenhang mit dieser Krankheit mit Stigmatisierung und Diskriminierung auseinandersetzen.
Ein Team britischer und französischer Forscher der University of Cambridge, der École Nationale Supérieure des Mines und INSERM hat ein elektronisches Gerät gezeigt, das, wenn es in das Gehirn von Mäusen implantiert wird, erste Anzeichen eines Anfalls erkennen kann. Nach dieser Entdeckung war es in der Lage, eine native Gehirnchemikalie in das Gehirn zu transportieren, die dann den Anfall daran hinderte, weiter fortzufahren. Ihre innovative Studie wurde veröffentlicht in Fortschritte in der Wissenschaft
Das elektronische Gerät ist dünn, weich, flexibel und besteht aus bio Folien, die eine gute Verbindung mit menschlichem Gewebe ermöglichen. Es ist außerdem sicher und schädigt das Gehirn nur minimal. Die elektrischen Eigenschaften davon bio Aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften sind diese Folien ideal für medizinische Anwendungen geeignet, bei denen eine Schnittstelle zu lebendem Gewebe erforderlich ist. Der Neurotransmitter oder das Medikament im Gerät zielt auf den Ursprungspunkt des Anfalls und signalisiert dadurch den Neuronen, mit dem Feuern aufzuhören. Dadurch hört der Anfall auf. Mithilfe einer Nervensonde wurde dieser Neurotransmitter zum betroffenen Teil des Gehirns transportiert. Diese Sonde enthält eine Mini-Ionenpumpe und Elektroden, die die Gehirnaktivität auf mögliche Anfälle überwachen. Wenn Sondenelektroden ein neuronales Signal erkennen, das zu einem Anfall gehört, wird die Ionenpumpe aktiviert, die dann ein elektrisches Feld erzeugt. Dieses elektrische Feld ermöglicht die Bewegung des Arzneimittels über eine Ionenaustauschmembran von einer internen Reserve zur Außenseite des elektronischen Geräts durch einen Prozess namens Elektrophorese, der es Patienten technisch ermöglicht, die Dosierung und den Zeitpunkt der Verabreichung des Neurotransmitter-Arzneimittels präziser zu steuern. Die genaue Menge des freizusetzenden Arzneimittels kann von der Stärke des elektrischen Feldes abhängen. Diese innovative Methode kümmert sich darum, „wann“ und „wie“ viel Medikament einem bestimmten Patienten verabreicht werden muss. Das Medikament wird ohne zusätzliche Lösungsmittellösung verabreicht, was dazu beiträgt, Schäden am umliegenden Gewebe zu verhindern. Das Medikament interagiert effizient mit Zellen direkt außerhalb des Geräts. Die Forscher fanden heraus, dass nur eine geringe Menge des Medikaments erforderlich war, um Anfälle zu verhindern, und dass diese Menge nicht mehr als 1 Prozent des gesamten Medikaments ausmachte, das ursprünglich in das Gerät gegeben wurde. Dies ist hilfreich, da das Gerät über einen längeren Zeitraum nicht nachgefüllt werden muss. Das in dieser speziellen Studie verwendete Medikament war ein natürlicher Neurotransmitter in unserem Körper und wurde unmittelbar nach seiner Freisetzung nahtlos von natürlichen Entwicklungen im Gehirn verbraucht. Dies deutet darauf hin, dass die beschriebene Behandlung unerwünschte Arzneimittelnebenwirkungen reduzieren oder sogar beseitigen sollte.
Die Studie muss an Mäusen aufwendiger durchgeführt werden, um mögliche Nebenwirkungen abzuschätzen, und dann kann eine entsprechende Studie am Menschen durchgeführt werden. Es kann noch eine Weile dauern, vielleicht sogar mehrere Jahre, bis dieses Gerät für den öffentlichen Gebrauch auf dem Markt erhältlich ist. Es muss auch untersucht werden, ob ein solches Gerät Anfälle insgesamt verhindern kann. Wenn diese Technik erfolgreich ist, könnte sie die Medikamente gegen Epilepsie revolutionieren und auch bei anderen ähnlichen Krankheiten helfen. Es besteht die Hoffnung, dass ein ähnlicher Ansatz für eine Reihe anderer neurologischer Erkrankungen verwendet werden könnte, darunter Hirntumore, Schlaganfälle und die Parkinson-Krankheit.
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Quelle (n)
Proctor CM et al. 2018. Elektrophoretische Medikamentenabgabe zur Anfallskontrolle. Wissenschaft Fortschritte. 4(8). https://doi.org/10.1126/sciadv.aau1291
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