Теперь лекарства можно доставить прямо в мозг

Исследователи Массачусетского технологического института разработали миниатюрную систему, которая может доставлять крошечные количества медикаментов в области мозга размером всего 1 кубический миллиметр. Исследователи говорят, что этот тип целевого дозирования позволяет лечить заболевания, которые влияют на очень специфические мозговые цепи, не мешая нормальной функции остальной части мозга.

Используя это устройство, состоящее из нескольких трубок, содержащихся в иголке примерно такой же тонкой, как человеческий волос, исследователи могут доставлять одно или несколько лекарств глубоко в мозг, с очень точным контролем над количеством лекарственного средства и куда оно идет. В исследовании на крысах они доказали, что могут доставлять целевые дозы лекарственного средства, влияющие на моторную функцию животных.

«Мы считаем, что это крошечное устройство может оказать огромное влияние на понимание заболеваний мозга, а также предоставить новые способы доставки биофармацевтических препаратов в мозги биоцензирования», - говорит Роберт Лангер, профессор Института Дэвида Х. Коха в Массачусетском технологическом институте и один из  авторов системы.

Целевое действие

Препараты, используемые для лечения нарушений мозга, часто взаимодействуют с химическими веществами мозга, называемыми нейротрансмиттерами или клеточными рецепторами, которые взаимодействуют с нейротрансмиттерами. Примеры включают l-допа, предшественник допамина, используемый для лечения болезни Паркинсона, и Prozac, используемый для повышения уровня серотонина у пациентов с депрессией. Однако у этих препаратов могут быть побочные эффекты, поскольку они действуют во всем мозге.

Одна из проблем с препаратами центральной нервной системы заключается в том, что они не являются специфическими, и если вы принимаете их перорально, они идут во весь организм. Единственный способ ограничить экспозицию - просто доставить кубический миллиметр лекарства прямо в мозг. Для этого нужна маленькая трубка. Команда Массачусетского технологического института приступила к разработке миниатюрной канюли (тонкой трубки, используемой для доставки медикаментов), которая может ориентироваться на очень маленькие области. Используя методы микрообработки, исследователи создали трубки диаметром около 30 мкм и длиной до 10 сантиметров. Эти трубки содержатся внутри иглы из нержавеющей стали диаметром около 150 мкм.

Исследователи соединили канюли с маленькими насосами, которые могут быть имплантированы под кожу. Используя эти насосы, исследователи показали, что они могут доставлять крошечные дозы (сотни наносителей) в мозг крыс. В одном эксперименте они доставили лекарство под названием мусцимол в область мозга, называемую субстанциальной нигрой, которая расположена глубоко внутри мозга и помогает контролировать движение.

Предыдущие исследования показали, что мусцимол вызывает симптомы, подобные тем, которые наблюдаются при болезни Паркинсона. Исследователи смогли сгенерировать эти эффекты, которые включают в себя стимуляцию крыс, чтобы они постоянно поворачивались по часовой стрелке, используя их миниатюрные иглы для доставки. Они также показали, что они могут остановить поведение Паркинсона, доставляя дозу солевого раствора через другой канал, чтобы вымыть лекарство.

Поскольку устройство может быть определенно настроено, в будущем у нас могут быть разные каналы для различных химических веществ или света, предназначенные для лечения опухолей или неврологических расстройств, таких как болезнь Паркинсона или болезнь Альцгеймера".

«Даже если ученые и клиницисты могут идентифицировать терапевтическую молекулу для лечения нервных расстройств, остается серьезная проблема того, как доставить терапию к правильным клеткам - тем, кто больше всего страдает от расстройства. Поскольку мозг настолько структурно сложный, новые точные способы для доставки лекарств или связанных с ними терапевтических агентов на местном уровне срочно необходимы », - говорит Энн Грейбиэль, профессор Института Массачусетского технологического института, член  Массачусетского технологического института (MIT), который также является соавтором исследования.

Исследователи также показали, что они могут включать электрод в наконечник канюли, который может использоваться для наблюдения за изменением электрической активности нейронов после лечения антибиотиками. В настоящее время они работают над адаптацией устройства, поэтому его также можно использовать для измерения химических или механических изменений, происходящих в мозге после лечения.

Канюли могут быть изготовлены практически любой длины или толщины, что позволяет адаптировать их для использования в мозгах разного размера, включая мозг человека, подчеркнули  исследователи.

источник reachmd.com