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Rilevare e fermare le crisi epilettiche

MEDICINARilevare e fermare le crisi epilettiche

I ricercatori hanno dimostrato che un dispositivo elettronico può rilevare e porre fine alle crisi epilettiche quando impiantato nel cervello dei topi

La nostra cervello le cellule chiamate neuroni eccitano o inibiscono altri neuroni intorno a loro dall'invio di messaggi. C'è un delicato equilibrio tra neuroni che "eccitano" e quelli che "fermano" la trasmissione dei messaggi. Nella condizione chiamata epilessia, un disturbo cerebrale cronico che colpisce persone di tutte le età e sesso, i neuroni del cervello iniziano a attivarsi e segnalano ai neuroni vicini di attivarsi contemporaneamente. Ciò provoca un effetto crescente che porta a uno squilibrio tra l'attività "eccitante" e quella "ferma". Si pensa che la causa principale di questa attività elettrica siano complessi cambiamenti chimici che si verificano nelle cellule nervose. Una crisi si verifica quando gli impulsi elettrici sfuggono ai loro limiti normali. Un attacco colpisce la coscienza o il controllo motorio di una persona. Le crisi stesse non sono una malattia, ma sono segni di diversi disturbi nel cervello. Alcuni attacchi non sono evidenti ma alcuni sono invalidanti per una persona. Sebbene ci siano diversi tipi di convulsioni, il tipo di cui sopra è associato all'epilessia. L'epilessia è una delle malattie neurologiche più comuni con circa 50 milioni di persone che ne soffrono in tutto il mondo. Il trattamento più comune per l'epilessia è l'uso di epilettico farmaci come le benzodiazepine che non solo hanno effetti collaterali drastici, ma sono anche inefficaci nel prevenire le convulsioni nel 30% dei pazienti epilettici. Le persone con epilessia e le loro famiglie devono affrontare lo stigma e la discriminazione legati a questa malattia, specialmente nei paesi a basso e medio reddito.

Un team di ricercatori britannici e francesi dell'Università di Cambridge, l'École Nationale Supérieure des Mines e l'INSERM hanno mostrato un dispositivo elettronico che, una volta impiantato nel cervello dei topi, è stato in grado di rilevare il primo segno di un attacco. Dopo questo rilevamento, è stato in grado di fornire una sostanza chimica cerebrale nativa all'interno del cervello che ha quindi inibito il proseguimento della crisi. Il loro studio innovativo è stato pubblicato in La scienza avanza

Il dispositivo elettronico è sottile, morbido, flessibile e realizzato con pellicole organiche che gli consentono di interfacciarsi bene con i tessuti umani. È anche sicuro così come il minimo danno al cervello. Le proprietà elettriche di questi film organici li rendono ideali per tali applicazioni mediche in cui è necessaria l'interfaccia con i tessuti viventi. Il neurotrasmettitore o il farmaco nel dispositivo mira al punto di origine del sequestro e quindi segnala ai neuroni di interrompere l'attivazione. Questo fa sì che il sequestro si fermi. Una sonda neurale è stata utilizzata per trasportare questo neurotrasmettitore alla parte interessata del cervello. Questa sonda incorpora una mini pompa ionica ed elettrodi che monitorano l'attività cerebrale per potenziali crisi epilettiche. Quando gli elettrodi della sonda rilevano un segnale neurale appartenente a un attacco, viene attivata la pompa ionica che crea un campo elettrico. Questo campo elettrico consente il movimento del farmaco attraverso una membrana a scambio ionico da una riserva interna all'esterno del dispositivo elettronico mediante un processo chiamato elettroforesi che tecnicamente consente ai pazienti di controllare il dosaggio e la tempistica del farmaco neurotrasmettitore in modo più preciso. L'esatta quantità di farmaco da rilasciare può essere basata sulla forza del campo elettrico. Questo metodo innovativo si occupa di 'quando' e 'quanto' il farmaco deve essere somministrato per un paziente specifico. Il farmaco viene consegnato senza alcuna soluzione solvente aggiunta che aiuta a prevenire eventuali danni al tessuto circostante. Il farmaco interagisce in modo efficiente con le cellule appena fuori dal dispositivo. I ricercatori hanno scoperto che era necessaria solo una piccola quantità di farmaco per prevenire le convulsioni e questa quantità era considerata non più dell'1 percento dell'intero farmaco che era stato inizialmente aggiunto al dispositivo. Questo è utile in quanto il dispositivo non dovrà essere ricaricato per lunghi periodi. Il farmaco utilizzato in questo particolare studio era un neurotrasmettitore nativo nel nostro corpo ed è stato consumato senza soluzione di continuità dagli sviluppi naturali nel cervello immediatamente dopo il suo rilascio. Ciò suggerisce che il trattamento descritto dovrebbe ridurre o addirittura eliminare eventuali effetti collaterali indesiderati del farmaco.

Lo studio deve essere eseguito in modo più elaborato sui topi per valutare i potenziali effetti collaterali e quindi uno studio corrispondente può essere condotto negli esseri umani. Potrebbe volerci del tempo, forse diversi anni, prima che questo dispositivo sia disponibile sul mercato per l'uso pubblico. È inoltre necessario studiare se un tale dispositivo può prevenire del tutto le convulsioni. Se questa tecnica avrà successo, potrebbe rivoluzionare i farmaci per l'epilessia e aiutare anche in altre malattie simili. C'è speranza che un approccio simile possa essere utilizzato per una serie di altri disturbi neurologici, compresi i tumori cerebrali, gli ictus e il morbo di Parkinson.

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{Puoi leggere il documento di ricerca originale facendo clic sul collegamento DOI indicato di seguito nell'elenco delle fonti citate}

Fonte (s)

Proctor CM et al. 2018. Consegna elettroforetica della droga per controllo di sequestro. Anticipi Scienza. 4 (8). https://doi.org/10.1126/sciadv.aau1291

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