Die Studie deckt die Rolle von Bakterien bei der Entzündung des Gehirnimplantats auf

Gehirnimplantate versprechen immens, die Funktion bei Patienten mit Lähmung, Epilepsie und anderen neurologischen Störungen wiederherzustellen.

Ein Team von Forschern der Case Western Reserve University hat jedoch festgestellt, dass Bakterien nach dem Implantat eines medizinischen Geräts in das Gehirn eindringen können, was zur Entzündung beiträgt und die langfristige Wirksamkeit des Geräts verringert.

Die bahnbrechende Forschung, kürzlich veröffentlicht in Naturkommunikationkönnte den langfristigen Erfolg von Gehirnimplantaten verbessern, da ein Ziel identifiziert wurde.

Das Verständnis der Rolle von Bakterien bei der Implantatleistung und der Gesundheit des Gehirns könnte revolutionieren, wie diese Geräte entworfen und aufrechterhalten werden. „

Jeff Capadona, Vizeprovost für Innovation von Case Western Reserve, Professor für Biomedizinische Ingenieurwesen und Senior Research -Karrierewissenschaftlerin am Louis Stokes Cleveland VA Medical Center

Das Labor von Capadona führte die Studie an, in der das Vorhandensein von bakterieller DNA in den Gehirnen von Mausmodellen untersuchte, die mit Mikroelektroden implantiert waren.

Zu ihrer Überraschung stellten Forscher fest, dass Bakterien mit dem Darm im Gehirn verbunden waren. Die Entdeckung legt nahe, dass ein Verstoß gegen die durch Implantieren des Geräts verursachte „Blut-Gehirn-Schranke“ es ermöglichen könnte, die Mikroben einzugeben.

„Dies ist eine Paradigmenverschiebung“, sagte George Hoeferlin, der Hauptautor der Studie, der ein Doktorand für biomedizinische Ingenieurwesen im Case Western Reserve in Capadonas Labor war. „Seit Jahrzehnten konzentriert sich das Feld auf die Immunantwort des Körpers auf diese Implantate, aber unsere Forschung zeigt nun, dass Bakterien, die aus dem Darm stammen, auch eine Rolle bei der Entzündung dieser Geräte spielen.“

In der Studie hatten Mausmodelle, die mit Antibiotika behandelt wurden, eine verringerte bakterielle Kontamination, und die Leistung der implantierten Geräte verbesserte sich, obwohl sich der längere Gebrauch von Antibiotika nachteilig erwies.

Die Auswirkungen der Entdeckung gehen über den Gerätesausfall hinaus. Einige der im Gehirn gefundenen Bakterien wurden mit neurologischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, einschließlich Alzheimer, Parkinson und Schlaganfall.

„Wenn wir diese Folge der Implantation nicht identifizieren oder angehen, könnten wir mehr Schaden zufügen, als wir festlegen“, sagte Capadona. „Dieser Befund unterstreicht die dringende Notwendigkeit, eine dauerhafte Strategie zur Verhinderung der bakteriellen Invasion von implantierten Geräten zu entwickeln, anstatt nur Entzündungen danach zu behandeln. Je mehr wir diesen Prozess verstehen, desto besser können wir Implantate entwerfen, die sicher und effektiv arbeiten.“

Capadona sagte, sein Labor erweitere nun die Forschung, um Bakterien in anderen Arten von Hirnimplantaten zu untersuchen, wie z. B. ventrikuläre Shunts zur Behandlung von Hydrozephalus, eine abnormale Flüssigkeitsansammlung im Gehirn.

Das Team untersuchte auch die Fäkalien eines menschlichen Subjekts, das mit einem Gehirngerät implantiert war, und fand ähnliche Ergebnisse.

„Diese Feststellung betont, wie wichtig es ist, zu verstehen, wie eine bakterielle Invasion nicht nur ein Laborphänomen ist, sondern auch ein klinisch relevantes Thema“, sagte Bolu Ajiboye, der Professor von Robert und Brenda Aiken für Biomedizinische Engineering an der Case School of Engineering und der School of Medicine und des Wissenschaftlers am Cleveland VA Medical Center. „Durch unsere starke translationale Pipeline zwischen CWRU und der VA untersuchen wir nun, wie diese Entdeckung direkt zu sichereren und wirksameren Strategien für neuronale Implantaten für Patienten beitragen kann.“

Die Forschung wurde vom Advanced Platform Technology Center des US -amerikanischen Ministeriums für Veteranen -Angelegenheiten, dem National Institutes of Health, dem Department of Defense und dem Donnell Institute Professurship Stiftment unterstützt.

Quellen: