Les noves petites bombes implantades poden injectar drogues directament en cervells

Els científics de l’Institut Tecnològic de Massachusetts han desenvolupat una nova manera radical de tractar els trastorns neurodegeneratius com la malaltia de Parkinson i sona molt de ciència ficció. El seu procediment consisteix a implantar una sonda prima connectada a una diminuta bomba al cervell del pacient que proporciona medicaments precisos i dirigits a àrees específiques del cervell. Tot i que aquesta bomba d'implants cerebrals està molt lluny de ser instal·lada en pacients humans, ha demostrat ser prometedor en un primer estudi en animals de laboratori, que tractava els símptomes semblants a Parkinson en rates i micos de laboratori.

Els investigadors del MIT van publicar els seus resultats en un document el dimecres a la revista Medicina translacional de la ciència. La idea principal darrere del seu dispositiu, anomenada "sistema de lliurament de medicaments neuronals miniaturitzats" (MiNDS), és que pot tractar amb precisió grups específics de neurones sense causar efectes secundaris. Això millora els mètodes anteriors que introdueixen els fàrmacs al líquid cefaloraquidi, que també poden causar efectes fora de diana.

Actualment, les persones que viuen amb afeccions neurodegeneratives com la malaltia de Parkinson presenten alternatives aparentment impossibles: poden deixar progressar la seva malaltia, ja que empitjoren els símptomes com a tremolors i pèrdues d'equilibri, o poden prendre medicaments que tinguin efectes intencionats i sense intenció. En aquests dies, una de les teràpies més habituals per a la malaltia de Parkinson és la combinació de drogues carbidopa i levodopa (normalment sota la marca Sinemet), que poden alleujar els símptomes, però també produeix alguns efectes secundaris a llarg termini que afecten el moviment muscular voluntari dels pacients.

Un dels principals avantatges dels implants cerebrals, els autors de l'estudi, són que permet als metges dirigir-se a àrees funcionals molt específiques del cervell tan petites com un mil·límetre cúbic - al voltant de l’altura i la longitud d’una lletra en el cèntim d’Estats Units. No només això, sinó que poden mesurar l’activitat de les neurones de la zona que s’està tractant, cosa que els permet controlar els efectes d’un medicament i alterar el lliurament de medicaments en temps real.

Van validar el seu concepte en micos i rates de macaus rhesus, primer induint un estat parkinsonian, on les neurones alliberadores de dopamina són mortes o discapacitades - en ambdós animals. Després van tractar la condició en els micos injectant líquid cefaloraquidi artificial al dispositiu MiNDS. Al llarg dels experiments, els investigadors van supervisar l’activitat cerebral dels animals mitjançant una sonda de tungstè al dispositiu, que va demostrar que l’implant MiNDS podia excitar i inhibir neurones específiques.

"A continuació, es mostra que el MiNDS pot modular químicament l’activitat neuronal local i el seu comportament en models animals, mentre que al mateix temps es registra l’activitat d’electroencefalograma (EEG)", escriuen els autors del document.

La idea que una persona pugui obtenir un implante cerebral en lloc de prendre pastilles tres vegades al dia durant la resta de la seva vida sona molt bé, però aquest protocol de tractament radical també planteja alguns problemes importants. El més obvi és que la implantació d’un dispositiu d’administració de fàrmacs cerebrals profunds és invasiva. Aquest no és un procediment senzill com fer un tatuatge o una perforació; el dispositiu proposat penetra profundament en el teixit cerebral, la qual cosa suscita preocupacions sobre les complicacions que podrien sorgir com a conseqüència d'alguna cosa tan complexa com el mal funcionament del dispositiu o alguna cosa tan simple com xocar el cap.

A més, col·locar un objecte estranger en un teixit cerebral pot provocar que el teixit circumdant s'inflamen i pugui morir. Els investigadors van treballar al voltant d’aquest problema mitjançant l’ús d’acer inoxidable i borosilicat (vidre) com a principals materials per a la sonda, que diuen que van causar un dany mínim al teixit circumdant dels animals de prova després de vuit setmanes d’implantació.

Potser el més important és que els símptomes semblants al Parkinson induïts químicament en ratolins i micos són bastant diferents dels de la malaltia de Parkinson real en humans. Abans que el dispositiu MiNDS estigui a punt per a l'home, els investigadors hauran de demostrar la seva eficàcia contra la malaltia de Parkinson.

Ara com ara, és un desenvolupament fascinant en el camp de la medicina cerebral que creix ràpidament.

Resum: Els avenços recents en medicaments per als trastorns neurodegeneratius estan ampliant les oportunitats per millorar els símptomes debilitants patits pels pacients. Els tractaments farmacològics existents, però, sovint es basen en l’administració de fàrmacs sistèmics, que produeixen una distribució àmplia de medicaments i, per tant, un major risc de toxicitat. Atès que molts circuits neuronals clau tenen volums sub-cúbics mil·limètrics i característiques específiques de la cèl·lula, és essencial l'administració de fàrmacs de petit volum en àrees cerebrals afectades. Informem del desenvolupament d’un sistema de lliurament de fàrmacs neuronals amb control remot i controlable remotament que permet l’ajust dinàmic de la teràpia amb una precisió espacial puntual. Demostrem que aquest dispositiu pot modular quimicamente l’activitat neuronal local en models animals petits (de rosegadors) i grans (primats no humans), alhora que permet enregistrar l’activitat neuronal per permetre el control del feedback.