Lo studio rivela il ruolo dei batteri nell’infiammazione degli impianti cerebrali

Lo studio rivela il ruolo dei batteri nell’infiammazione degli impianti cerebrali

Gli impianti cerebrali sono estremamente promettenti per ripristinare la funzione in pazienti affetti da paralisi, epilessia e altri disturbi neurologici.

Tuttavia, un team di ricercatori della Case Western Reserve University ha scoperto che i batteri possono invadere il cervello dopo l’impianto di un dispositivo medico, contribuendo all’infiammazione e riducendo l’efficacia a lungo termine del dispositivo.

La ricerca innovativa, recentemente pubblicata suComunicazione della naturapotrebbe migliorare il successo a lungo termine degli impianti cerebrali ora che è stato identificato un bersaglio.

Comprendere il ruolo dei batteri nelle prestazioni degli impianti e nella salute del cervello potrebbe rivoluzionare il modo in cui questi dispositivi vengono progettati e mantenuti. “

Jeff Capadona, vicerettore per l'innovazione della Case Western Reserve, professore di ingegneria biomedica e ricercatore senior presso il Louis Stokes Cleveland VA Medical Center

Il laboratorio di Capadona ha condotto lo studio esaminando la presenza di DNA batterico nel cervello di modelli murini impiantati con microelettrodi.

Con loro sorpresa, i ricercatori hanno scoperto che i batteri erano collegati all’intestino del cervello. La scoperta suggerisce che la violazione della “barriera emato-encefalica” causata dall’impianto del dispositivo potrebbe consentire l’ingresso dei microbi.

“Si tratta di un cambio di paradigma”, ha affermato George Hoeferlin, l’autore principale dello studio, che era uno studente laureato in ingegneria biomedica della Case Western Reserve nel laboratorio di Capadona. “Per decenni, il campo si è concentrato sulla risposta immunitaria del corpo a questi impianti, ma la nostra ricerca ora mostra che anche i batteri originari dell’intestino svolgono un ruolo nell’infiammazione di questi dispositivi”.

Nello studio, i modelli murini trattati con antibiotici hanno ridotto la contaminazione batterica e migliorato le prestazioni dei dispositivi impiantati, sebbene l’uso prolungato di antibiotici si sia rivelato dannoso.

L'impatto della scoperta va oltre il guasto del dispositivo. Alcuni dei batteri presenti nel cervello sono stati collegati a malattie neurologiche, tra cui l'Alzheimer, il Parkinson e l'ictus.

"Se non identifichiamo o non affrontiamo questa conseguenza dell'impianto, potremmo causare più danni di quanto stimiamo", ha detto Capadona. "Questa scoperta evidenzia l'urgente necessità di sviluppare una strategia duratura per prevenire l'invasione batterica dei dispositivi impiantati, piuttosto che limitarsi a trattare successivamente l'infiammazione. Più comprendiamo questo processo, meglio possiamo progettare impianti che funzionino in modo sicuro ed efficace."

Capadona ha detto che il suo laboratorio sta ora espandendo la ricerca per studiare i batteri in altri tipi di impianti cerebrali, come: B. shunt ventricolari per trattare l'idrocefalo, un accumulo anormale di liquido nel cervello.

Il team ha anche esaminato le feci di un soggetto umano a cui era stato impiantato un dispositivo cerebrale e ha trovato risultati simili.

"Questa scoperta sottolinea l'importanza di comprendere come l'invasione batterica non sia solo un fenomeno di laboratorio, ma anche una questione clinicamente rilevante", ha affermato Bolu Ajiboye, professore di ingegneria biomedica di Robert e Brenda Aiken presso la Case School of Engineering e School of Medicine e scienziato presso il Cleveland VA Medical Center. “Attraverso la nostra forte pipeline traslazionale tra CWRU e VA, stiamo ora esplorando come questa scoperta possa contribuire direttamente a strategie di impianto neurale più sicure ed efficaci per i pazienti”.

La ricerca è stata supportata dal Centro tecnologico avanzato della piattaforma del Dipartimento per gli affari dei veterani degli Stati Uniti, dal National Institutes of Health, dal Dipartimento della Difesa e dal Donnell Institute Professorship Endowment.

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