Pompa Implan Mungil Baru Dapat Menyuntikkan Obat Langsung Ke Otak

Para ilmuwan di Massachusetts Institute of Technology telah mengembangkan cara baru yang radikal untuk mengobati gangguan neurodegeneratif seperti penyakit Parkinson, dan itu terdengar sangat fiksi ilmiah. Prosedur mereka melibatkan menanamkan probe tipis yang terhubung ke pompa kecil ke otak pasien yang memberikan obat yang terukur dan tepat sasaran ke area otak tertentu. Sementara pompa implan otak ini jauh dari dipasang pada pasien manusia, pompa implan ini menjanjikan dalam penelitian awal pada hewan laboratorium, yang mengobati gejala Parkinson seperti pada tikus dan monyet laboratorium.

Peneliti MIT mempublikasikan temuan mereka dalam makalah pada hari Rabu di jurnal Ilmu Kedokteran Terjemahan. Gagasan utama di balik perangkat mereka, yang disebut "sistem pengiriman obat neural miniatur" (MiNDS), adalah bahwa ia dapat secara tepat mengobati kelompok neuron tertentu tanpa menimbulkan efek samping. Ini meningkatkan metode sebelumnya yang memasukkan obat ke dalam cairan serebrospinal, yang juga dapat menyebabkan efek yang tidak tepat sasaran.

Saat ini, orang yang hidup dengan kondisi neurodegeneratif seperti penyakit Parkinson menghadapi alternatif yang tampaknya mustahil: Mereka dapat membiarkan penyakitnya berkembang karena gejala-gejala seperti tremor dan kehilangan keseimbangan memburuk, atau mereka dapat menggunakan obat-obatan yang memiliki efek tidak disengaja, di luar target. Saat ini, salah satu terapi yang paling umum untuk penyakit Parkinson adalah kombinasi obat carbidopa dan levodopa (biasanya dengan nama merek Sinemet), yang dapat mengurangi gejala tetapi juga menciptakan beberapa efek samping jangka panjang yang mengganggu pergerakan otot sukarela pasien.

Salah satu keuntungan utama dari implan otak, penulis penelitian menulis, adalah bahwa hal itu memungkinkan dokter untuk menargetkan area fungsional yang sangat spesifik pada otak sekecil satu milimeter kubik - tentang tinggi dan panjang satu huruf pada sen AS. Bukan hanya itu, tetapi mereka benar-benar dapat mengukur aktivitas neuron di daerah yang dirawat, memungkinkan mereka untuk memantau efek obat dan mengubah pengiriman obat secara real time.

Mereka memvalidasi konsep mereka pada monyet dan tikus kera rhesus, pertama dengan menginduksi keadaan parkinsonian - negara di mana neuron yang melepaskan dopamin mati atau cacat - pada kedua hewan. Mereka kemudian mengobati kondisi pada monyet dengan menyuntikkan cairan serebrospinal buatan ke dalam perangkat MiNDS. Sepanjang percobaan, para peneliti memantau aktivitas otak hewan menggunakan probe tungsten di perangkat, yang menunjukkan bahwa implan MiNDS dapat merangsang dan menghambat neuron tertentu.

"Kami menunjukkan di sini bahwa MiNDS secara kimia dapat memodulasi aktivitas neuron lokal dan perilaku terkait pada model hewan sambil secara bersamaan merekam aktivitas neuronal electroencephalogram (EEG)," tulis penulis makalah tersebut.

Gagasan bahwa seseorang bisa mendapatkan implan otak alih-alih minum pil tiga kali sehari selama sisa hidup mereka terdengar hebat, tetapi protokol perawatan radikal ini juga memunculkan beberapa masalah penting. Yang paling jelas adalah bahwa menanamkan alat pengiriman obat dalam otak bersifat invasif. Ini bukan prosedur sederhana seperti mendapatkan tato atau menusuk; perangkat yang diusulkan menembus jauh ke dalam jaringan otak, yang menimbulkan kekhawatiran tentang komplikasi yang dapat timbul sebagai akibat dari sesuatu yang kompleks seperti kerusakan perangkat atau sesuatu yang sederhana seperti menabrak kepala Anda.

Selain itu, menempatkan benda asing ke jaringan otak dapat menyebabkan jaringan di sekitarnya menjadi meradang dan berpotensi mati. Para peneliti menangani masalah ini dengan menggunakan stainless steel dan borosilikat (kaca) sebagai bahan utama untuk penyelidikan, yang mereka katakan menyebabkan kerusakan minimal pada jaringan di sekitarnya pada hewan uji setelah delapan minggu implantasi.

Mungkin yang paling penting, gejala Parkinson yang diinduksi secara kimiawi pada tikus dan monyet sangat berbeda dari gejala penyakit Parkinson yang sebenarnya pada manusia. Sebelum perangkat MiNDS bisa mendekati siap untuk manusia, para peneliti perlu menunjukkan efektivitasnya terhadap penyakit Parkinson.

Namun, untuk saat ini, ini merupakan perkembangan yang menarik di bidang kedokteran otak yang berkembang pesat.

Abstrak: Kemajuan terbaru dalam pengobatan untuk gangguan neurodegeneratif memperluas peluang untuk meningkatkan gejala melemahkan yang diderita oleh pasien. Perawatan farmakologis yang ada, bagaimanapun, sering bergantung pada pemberian obat sistemik, yang menghasilkan distribusi obat yang luas dan akibatnya peningkatan risiko toksisitas. Mengingat bahwa banyak sirkuit saraf kunci memiliki volume milimeter sub-kubik dan karakteristik spesifik sel, pemberian obat dalam volume kecil ke area otak yang terkena dengan difusi dan kebocoran minimal sangat penting. Kami melaporkan pengembangan sistem pengiriman obat neural miniatur implan, dapat dikendalikan dari jarak jauh, memungkinkan penyesuaian terapi yang dinamis dengan akurasi spasial yang tepat. Kami menunjukkan bahwa perangkat ini secara kimia dapat memodulasi aktivitas saraf lokal dalam model hewan kecil (hewan pengerat) dan hewan besar (bukan manusia), sementara secara bersamaan memungkinkan perekaman aktivitas saraf untuk memungkinkan kontrol umpan balik.