Badanie ujawnia rolę bakterii w zapaleniu implantu mózgowego

Badanie ujawnia rolę bakterii w zapaleniu implantu mózgowego

Implanty mózgowe są niezwykle obiecujące w przywracaniu funkcji pacjentom z paraliżem, epilepsją i innymi zaburzeniami neurologicznymi.

Jednak zespół naukowców z Case Western Reserve University odkrył, że po wszczepieniu urządzenia medycznego bakterie mogą zaatakować mózg, przyczyniając się do stanu zapalnego i zmniejszając długoterminową skuteczność urządzenia.

Przełomowe badania, opublikowane niedawno wKomunikacja przyrodniczamogłyby poprawić długoterminowy sukces implantów mózgowych teraz, gdy cel został zidentyfikowany.

Zrozumienie roli bakterii w działaniu implantów i zdrowiu mózgu może zrewolucjonizować sposób projektowania i konserwacji tych urządzeń. „

Jeff Capadona, prorektor Case Western Reserve ds. innowacji, profesor inżynierii biomedycznej i starszy pracownik naukowy w Louis Stokes Cleveland VA Medical Center

Laboratorium Capadony kierowało badaniem sprawdzającym obecność bakteryjnego DNA w mózgach modeli myszy, którym wszczepiono mikroelektrody.

Ku swemu zaskoczeniu naukowcy odkryli, że bakterie są połączone z jelitami w mózgu. Odkrycie sugeruje, że naruszenie „bariery krew-mózg” spowodowane wszczepieniem urządzenia może umożliwić przedostanie się drobnoustrojów.

„To zmiana paradygmatu” – powiedział George Hoeferlin, główny autor badania, który był absolwentem inżynierii biomedycznej Case Western Reserve w laboratorium Capadony. „Przez dziesięciolecia dziedzina ta skupiała się na odpowiedzi immunologicznej organizmu na te implanty, ale obecnie nasze badania pokazują, że bakterie pochodzące z jelit również odgrywają rolę w zapaleniu tych urządzeń”.

W badaniu na mysich modelach leczonych antybiotykami zmniejszono zanieczyszczenie bakteryjne, a działanie wszczepionych urządzeń poprawiło się, chociaż długotrwałe stosowanie antybiotyków okazało się szkodliwe.

Wpływ odkrycia wykracza poza awarię urządzenia. Niektóre bakterie występujące w mózgu powiązano z chorobami neurologicznymi, w tym chorobą Alzheimera, Parkinsona i udarem.

„Jeśli nie zidentyfikujemy konsekwencji implantacji lub nie zajmiemy się nimi, możemy wyrządzić więcej szkód, niż szacujemy” – powiedziała Capadona. „To odkrycie podkreśla pilną potrzebę opracowania trwałej strategii zapobiegania inwazji bakterii na wszczepione urządzenia, a nie tylko leczenia późniejszego stanu zapalnego. Im lepiej rozumiemy ten proces, tym lepiej będziemy mogli zaprojektować implanty, które będą działać bezpiecznie i skutecznie”.

Capadona powiedział, że jego laboratorium rozszerza obecnie badania w celu zbadania bakterii w innych typach implantów mózgowych, takich jak: B. zastawki komorowe stosowane w leczeniu wodogłowia, nieprawidłowego gromadzenia się płynu w mózgu.

Zespół zbadał także kał człowieka, któremu wszczepiono urządzenie mózgowe, i uzyskał podobne wyniki.

„To odkrycie podkreśla znaczenie zrozumienia, że ​​inwazja bakteryjna to nie tylko zjawisko laboratoryjne, ale także kwestia istotna klinicznie” – powiedział Bolu Ajiboye, profesor inżynierii biomedycznej w Case School of Engineering and School of Medicine oraz naukowiec w Cleveland VA Medical Center. „Dzięki naszemu silnemu powiązaniu z CWRU i VA badamy obecnie, w jaki sposób to odkrycie może bezpośrednio przyczynić się do opracowania bezpieczniejszych i skuteczniejszych strategii implantów neuronowych dla pacjentów”.

Badania były wspierane przez Centrum Technologiczne Zaawansowanej Platformy Technologicznej Departamentu Spraw Weteranów Stanów Zjednoczonych, Narodowy Instytut Zdrowia, Departament Obrony i fundację Donnell Institute Professorship Endowment.

Źródła: