Az agyi implantátumok megnyitják a vér-agy gátat a baktériumok előtt
Az agyi implantátumok óriási ígéretet jelentenek a bénulásban, epilepsziában és más neurológiai rendellenességekben szenvedő betegek funkcióinak helyreállítására. A Case Western Reserve University kutatócsoportja azonban felfedezte, hogy az orvosi eszköz beültetése után baktériumok hatolhatnak be az agyba, hozzájárulva a gyulladáshoz és csökkentve az eszköz hosszú távú hatékonyságát. A Nature Communications című folyóiratban közzétett kutatás javíthatja az agyi implantátumok hosszú távú sikerét, most, hogy azonosították a célpontot, amellyel foglalkozni kell.
„A baktériumok hatnak az implantátum teljesítményére és az agy egészségére. Annak megértése, hogy ez hogyan történik, forradalmasíthatja a beültethető eszközök tervezését és karbantartását” – mondta Jeff Capadona, a Case Western Reserve innovációs igazgatóhelyettese, a Donnell Institute Biomedical Engineering professzora és a Louis Stokes Cleveland VA Medical Center kutatója.
A kutatók mikroelektródákat ültettek egerek agyába, hogy megvizsgálják az ott lévő bakteriális DNS jelenlétét. Többek között a bélrendszerhez kapcsolódó baktériumokat találtak az agyban. A felfedezés arra utal, hogy az eszköz beültetése által megsérült az úgynevezett vér-agy gát, ami lehetővé teheti a mikrobák bejutását.
„Ez egy paradigmaváltó felfedezés” – mondta George Hoeferlin, a tanulmány vezető szerzője, aki a Case Western Reserve egyetem biomérnöki szakának végzős hallgatója volt Capadona laboratóriumában. „A tudományterület képviselői évtizedekig a szervezet immunválaszára gyanakodtak az implantátumok működésével kapcsolatos problémák okait keresve, de a mi kutatásunk most azt mutatja, hogy a baktériumok – amelyek közül néhány a bélből származik – szintén szerepet játszanak az ezeket az eszközöket körülvevő gyulladásban.”
A vizsgálatban az antibiotikumokkal kezelt egérmodellekben csökkent a bakteriális szennyeződés, és javult a beültetett eszközök teljesítménye – bár a hosszan tartó antibiotikum-használat károsnak bizonyult. A felfedezés következményei túlmutatnak az eszköz meghibásodásán. Az agyban talált baktériumok némelyikét összefüggésbe hozták neurológiai betegségekkel, köztük az Alzheimer-kórral, a Parkinson-kórral és a stroke-kal. „Ha nem azonosítjuk ezt, vagy nem foglalkozunk a beültetés ezen következményével, akkor több kárt okozhatunk, mint amennyit helyrehozunk” – mondta Capadona.
„Ez a megállapítás rávilágít arra, hogy sürgősen ki kell dolgozni egy állandó stratégiát a beültetett eszközökből származó baktériuminvázió megelőzésére, ahelyett, hogy csak utólag kezelnénk a gyulladást. Minél többet tudunk meg erről a folyamatról, annál jobban meg tudjuk tervezni a biztonságosan és hatékonyan működő implantátumokat”.