Studiul dezvăluie rolul bacteriilor în inflamația implantului cerebral

Studiul dezvăluie rolul bacteriilor în inflamația implantului cerebral

Implanturile cerebrale au o promisiune imensă pentru restabilirea funcției la pacienții cu paralizie, epilepsie și alte tulburări neurologice.

Cu toate acestea, o echipă de cercetători de la Case Western Reserve University a descoperit că bacteriile pot invada creierul după implantarea unui dispozitiv medical, contribuind la inflamație și reducând eficacitatea pe termen lung a dispozitivului.

Cercetarea revoluționară, publicată recent înComunicarea naturiiar putea îmbunătăți succesul pe termen lung al implanturilor cerebrale acum că a fost identificată o țintă.

Înțelegerea rolului bacteriilor în performanța implanturilor și sănătatea creierului ar putea revoluționa modul în care aceste dispozitive sunt proiectate și întreținute. „

Jeff Capadona, viceproctor Case Western Reserve pentru inovare, profesor de inginerie biomedicală și om de știință senior în carieră de cercetare la Louis Stokes Cleveland VA Medical Center

Laboratorul lui Capadona a condus studiul care a examinat prezența ADN-ului bacterian în creierul modelelor de șoareci implantate cu microelectrozi.

Spre surprinderea lor, cercetătorii au descoperit că bacteriile erau conectate la intestinul din creier. Descoperirea sugerează că încălcarea „barierei hematoencefalice” cauzată de implantarea dispozitivului ar putea permite microbilor să intre.

„Aceasta este o schimbare de paradigmă”, a spus George Hoeferlin, autorul principal al studiului, care a fost student absolvent de inginerie biomedicală Case Western Reserve în laboratorul lui Capadona. „De zeci de ani, domeniul s-a concentrat pe răspunsul imun al organismului la aceste implanturi, dar cercetările noastre arată acum că bacteriile originare din intestin joacă, de asemenea, un rol în inflamarea acestor dispozitive”.

În cadrul studiului, modelele de șoareci tratați cu antibiotice au redus contaminarea bacteriană, iar performanța dispozitivelor implantate s-a îmbunătățit, deși utilizarea prelungită a antibioticelor s-a dovedit dăunătoare.

Impactul descoperirii depășește defecțiunea dispozitivului. Unele dintre bacteriile găsite în creier au fost legate de boli neurologice, inclusiv Alzheimer, Parkinson și accident vascular cerebral.

„Dacă nu identificăm sau nu abordăm această consecință a implantării, am putea face mai mult rău decât estimam”, a spus Capadona. „Această constatare evidențiază necesitatea urgentă de a dezvolta o strategie de durată pentru a preveni invazia bacteriană a dispozitivelor implantate, mai degrabă decât doar tratarea inflamației ulterior. Cu cât înțelegem mai mult acest proces, cu atât mai bine putem proiecta implanturi care funcționează în siguranță și eficient”.

Capadona a spus că laboratorul său extinde acum cercetările pentru a studia bacteriile din alte tipuri de implanturi cerebrale, cum ar fi: B. șunturi ventriculare pentru a trata hidrocefalie, o acumulare anormală de lichid în creier.

Echipa a examinat, de asemenea, fecalele unui subiect uman implantat cu un dispozitiv pentru creier și a găsit rezultate similare.

„Această descoperire subliniază importanța înțelegerii modului în care invazia bacteriană nu este doar un fenomen de laborator, ci și o problemă relevantă clinic”, a spus Bolu Ajiboye, profesor de inginerie biomedicală Robert și Brenda Aiken la Case School of Engineering and School of Medicine și om de știință la Cleveland VA Medical Center. „Prin conducta noastră puternică de translație între CWRU și VA, acum explorăm modul în care această descoperire poate contribui direct la strategii de implant neuronal mai sigure și mai eficiente pentru pacienți.”

Cercetarea a fost susținută de Departamentul pentru Afaceri Veteranilor din SUA, Centrul Tehnologic de Platformă Avansată, National Institutes of Health, Departamentul de Apărare și Donnell Institute Professorship Endowment.

Surse: