Para muchas personas que sufren trastornos neurológicos, como la epilepsia, no hay opciones de tratamiento viables. En nuestra última investigación, desarrollamos un dispositivo implantable que algún día puede ofrecer alivio. Mostramos que el implante puede tratar problemas en el cerebro, como las convulsiones epilépticas, mediante la entrega de químicos cerebrales, conocidos como neurotransmisores, directamente a las células del cerebro que causan el problema.
El implante funciona mediante el uso de un campo eléctrico para expulsar los neurotransmisores del dispositivo desde un depósito interno. Este proceso, conocido como electroforesis, permite un control preciso sobre la dosis y el momento de la entrega del medicamento, lo cual es importante para tratar trastornos intermitentes como la epilepsia.
Esta forma de administrar medicamentos también tiene la ventaja de no aumentar la presión local donde el medicamento sale del dispositivo porque las moléculas del medicamento no están en un solvente: salen del dispositivo "en seco". Esto es importante porque significa que las moléculas del fármaco (neurotransmisores en este caso) pueden interactuar directamente con el tejido que rodea el implante sin causar daño a esas células o al tejido circundante.
Los investigadores han demostrado previamente que este método para administrar medicamentos puede usarse para controlar el dolor, con un implante que se colocó en la médula espinal de las ratas. La novedad de nuestro trabajo, publicado en Science Advances, fue diseñar un implante lo suficientemente pequeño como para ser implantado en el cerebro de los ratones. También incorporamos sensores pequeños en el implante para permitirnos monitorear la actividad cerebral local donde se implantó el dispositivo.
Los neurotransmisores son los mensajeros químicos del cerebro. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) Usando los sensores integrados, pudimos ver el inicio de una actividad similar a una convulsión en ratones. Después de que se detectó una convulsión, le dijimos al implante que enviara neurotransmisores inhibidores al tejido cerebral en el centro de las convulsiones. Los neurotransmisores le dicen a las células en ese tejido que dejen de propagar el mensaje de incautación a otras células. Esto detuvo las convulsiones.
Después de descubrir que podíamos detener las convulsiones, queríamos ver si podíamos evitarlas por completo, en lugar de detenerlas después de que hayan comenzado. Para probar esto, comenzamos a administrar los neurotransmisores antes de que se inyectara una dosis de químicos inductores de convulsiones en el cerebro con un implante separado. Estos experimentos mostraron que nuestro implante podría evitar que ocurriera una actividad similar a una convulsión.
Tecnología de plataforma
Estamos muy entusiasmados porque esta es la primera vez que alguien ve que un dispositivo electroforético de suministro de medicamentos puede detener o prevenir una actividad similar a una convulsión. Además, vemos esto como una tecnología de plataforma que podría adaptarse para ayudar a tratar muchos trastornos neurológicos diferentes, como la epilepsia, la enfermedad de Parkinson y los tumores cerebrales.
Es importante tener en cuenta que, hasta ahora, este dispositivo solo se ha probado en ratones y ratas. A juzgar por el tiempo que han tomado otras tecnologías para pasar de esta etapa a un uso clínico generalizado, es probable que transcurra al menos una década antes de que esta tecnología esté ampliamente disponible para los humanos. Durante este tiempo se trabajará mucho para demostrar la viabilidad a largo plazo de estos implantes para tratar la epilepsia, así como otros trastornos neurológicos.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
Christopher Proctor, investigador asociado en la fabricación y validación de bombas de iones implantables, Universidad de Cambridge
