새로운 소형 임플란트 펌프가 마약을 뇌에 직접 주입 할 수 있습니다

매사추세츠 공과 대학 (MIT)의 과학자들은 파킨슨 병과 같은 신경 퇴행성 질환을 치료할 급진적 인 새로운 방법을 개발해 냈으며, 꽤 공상 과학 소설처럼 들립니다. 이들의 절차에는 작은 펌프에 연결된 얇은 프로브를 환자의 뇌에 삽입하여 정확히 측정되고 타겟팅 된 약물을 특정 뇌 영역에 전달합니다. 이 뇌 임플란트 펌프는 인간 환자에게 설치되는 것과는 거리가 먼 것이지만, 실험실 동물에서의 초기 연구에서 실험용 쥐와 원숭이에서 파킨슨 병 유사 증상을 치료한다는 약속을 보였다.

MIT의 연구자들은 수요일에 그들의 연구 결과를 한 저널에 게재했다. 과학 번역 의학. "소형 신경 전달 시스템"(MiNDS)이라고 불리는이 장치의 주요 아이디어는 부작용을 일으키지 않으면 서 특정 집단의 신경 세포를 정확하게 치료할 수 있다는 것입니다. 이것은 뇌척수액에 약물을 도입하는 이전 방법을 개선하여 오프 타겟 효과를 유발할 수도 있습니다.

현재 파킨슨 병과 같은 신경 퇴행성 질환 상태에있는 사람들은 불가능한 대안에 직면 해 있습니다. 떨림이나 균형 감퇴와 같은 증상이 악화되거나 의도하지 않은 표적 효과가있는 약물을 복용 할 수 있습니다. 요즘 파킨슨 병의 가장 일반적인 치료법 중 하나는 증상을 경감시킬 수 있지만 장기간의 부작용을 유발하여 환자의 자발적인 근육 운동을 손상시키는 카비 도파 (carbidopa)와 레보도파 (levodopa) (일반적으로 브랜드 이름은 시네 메트 (Sinemet))입니다.

이 연구의 저자들은 뇌 임플란트의 가장 큰 장점 중 하나는 의사가 미국 페니에있는 한 글자의 높이와 길이에 관한 뇌의 매우 특정한 기능 영역을 1cm3로 좁히는 것을 허용한다는 것이다. 뿐만 아니라 치료 영역에서 뉴런의 활동을 실제로 측정 할 수 있기 때문에 약물 효과를 모니터링하고 약물 전달을 실시간으로 변경할 수 있습니다.

그들은 두 동물 모두에서 도파민 방출 뉴런이 죽거나 장애가있는 파킨슨 병 상태를 유도함으로써 히말코 원숭이 원숭이와 쥐에서 처음으로 개념을 확인했습니다. 그런 다음 그들은 MiNDS 장치에 인공 뇌척수액을 주입하여 원숭이의 상태를 치료했습니다. 실험 전반에 걸쳐 연구진은 MiNDS 임플란트가 특정 뉴런을 자극하고 억제 할 수 있다는 것을 보여주는 텅스텐 탐침을 사용하여 동물의 두뇌 활동을 모니터링했습니다.

"우리는 MiNDS가 동물 모델에서 국소적인 신경 활동 및 관련 행동을 화학적으로 조절하면서 뉴런 뇌파도 (electroencephalogram, EEG) 활동을 동시에 기록 할 수 있음을 보여줍니다.

사람들이 하루 3 번 하루에 3 번씩 약을 복용하는 대신 뇌 임플란트를 사용할 수 있다는 생각은 훌륭하지만,이 급진적 치료 프로토콜은 중요한 문제도 제기합니다. 가장 확실한 것은 심부 뇌 약물 전달 장치를 이식하는 것이 도대체 침략 적이라는 것입니다. 이것은 문신이나 피어싱 같은 간단한 절차가 아닙니다. 제안 된 장치가 뇌 조직 깊숙이 침투하여 장치 고장이나 단순히 머리를 부딪 치는 것과 같은 복잡한 결과로 발생할 수있는 합병증에 대한 우려가 커집니다.

또한 이물질을 뇌 조직에 넣으면 주변 조직에 염증이 생기고 잠재적으로 사망 할 수 있습니다. 연구진은 8 주간 이식 한 후 시험 동물의 주변 조직에 최소한의 손상을 입혔다 고 말하면서 스테인레스 스틸과 붕 규산염 (유리)을 탐침의 주요 재료로 사용하여이 문제를 해결했습니다.

아마도 가장 중요한 것은 쥐와 원숭이에서 화학적으로 유도 된 파킨슨 병 유사 증상은 실제 파킨슨 병과는 상당히 다른 것입니다. MiNDS 장치가 인간에 가깝게 준비되기 전에 연구원은 파킨슨 병에 대한 효과를 증명할 필요가있다.

당분간, 그것은 빠르게 성장하는 뇌의 의학 분야에서 매혹적인 발전입니다.

추상: 최근 신경 퇴행성 질환 치료제 개발은 환자가 겪는 쇠약 증상을 개선 할 수있는 기회를 확대하고 있습니다. 그러나 기존의 약리학 적 치료법은 전신 약물 투여에 의존하기 때문에 광범위하게 약물을 투여하고 결과적으로 독성 위험을 증가시킵니다. 많은 주요 신경 회로가 sub-cubic millimeter volume과 세포 특이적인 특성을 가지고 있기 때문에 최소한의 확산과 누출로 영향을받는 뇌 영역으로 소량의 약물 투여가 필수적입니다. 우리는 정밀하게 공간 정밀도로 치료의 동적 조정을 허용하는, 이식 가능하고 원격으로 제어 가능한 소형화 된 신경 약물 전달 시스템의 개발을보고합니다. 우리는이 장치가 작은 (설치류) 동물과 큰 (비인간적 인 영장류) 동물 모델에서 국소적인 신경 세포 활동을 화학적으로 조절할 수 있음을 보여주고 동시에 신경 활동을 기록하여 피드백 제어가 가능하도록합니다.