Implanturile cerebrale oferă un potenţial terapeutic semnificativ pentru restaurarea funcţiei neurologice la pacienţi cu paralizie, epilepsie sau alte tulburări ale sistemului nervos. Totuşi, o echipă de cercetători de la Universitatea Case Western Reserve a identificat un risc biologic major asociat acestor dispozitive: bacteriile pot pătrunde în ţesutul cerebral în urma implantării, declanşând reacţii inflamatorii şi reducând performanţa pe termen lung a implantului.
Rezultatele unei cercetări, publicate recent în revista Nature Communications, marchează un pas esenţial în înţelegerea interacţiunii dintre dispozitivele implantate şi microbiomul pacientului.
Cercetătorii de la Case Western Reserve au identificat o ţintă moleculară specifică asociată cu răspunsul imun, ceea ce deschide perspective pentru dezvoltarea unor strategii de prevenţie care să crească durabilitatea şi eficacitatea implanturilor cerebrale.
„Înţelegerea rolului bacteriilor în performanţa implanturilor şi în sănătatea cerebrală ar putea revoluţiona modul în care aceste dispozitive sunt proiectate şi întreţinute”, a declarat dr. Jeff Capadona, coordonator în domeniul inovării la Case Western Reserve, profesor la Institutul de Inginerie Biomedicală Donnell, şi cercetător principal în cadrul Centrului medical Louis Stokes Cleveland VA.
Bacterii detectate în ţesut cerebral
Laboratorul coordonat de dr. Capadona a analizat ţesuturi cerebrale provenite de la modele murine cărora le-au fost implantaţi microelectrozi în creier. Spre surprinderea echipei, a fost identificat ADN bacterian asociat microbiotei intestinale în creierul acestor animale, sugerând că implantul ar putea perturba bariera hematoencefalică, permiţând pătrunderea bacteriilor.
„Această descoperire modifică fundamental perspectiva existentă”, spune George Hoeferlin, autorul principal al studiului şi fost doctorand în inginerie biomedicală la Case Western Reserve. „Timp de zeci de ani, cercetările s-au concentrat asupra răspunsului imun generat de implanturi. Rezultatele noastre arată acum că bacteriile - inclusiv unele cu origine intestinală - joacă un rol activ în procesul inflamator din jurul dispozitivelor implantate”.
În experimentele efectuate, şoarecii trataţi cu antibiotice au prezentat o contaminare bacteriană redusă, iar performanţa implanturilor s-a îmbunătăţit. Cu toate acestea, o administrare de durată a antibioticelor a avut efecte adverse.
Riscurile asociate nu se limitează la disfuncţia implantului, ci pot avea relevanţă clinică majoră, notează autorii.
Unele dintre bacteriile identificate în ţesutul cerebral sunt asociate cu boli neurologice grave, precum boala Alzheimer, boala Parkinson şi AVC (accidentul vascular cerebral).
Nevoia de soluţii preventive
„Dacă identificăm şi nu abordăm acest efect secundar al procedurii de implantare, riscăm să facem mai mult rău decât bine”, a subliniat dr. Capadona. „Această descoperire evidenţiază nevoia urgentă de a dezvolta strategii permanente de prevenire a invaziei bacteriene în loc să tratăm doar inflamaţia post-implant. Cu cât înţelegem mai bine acest proces, cu atât putem proiecta dispozitive mai sigure şi mai eficiente”, a adăugat el.
Echipa extinde acum cercetarea şi către alte tipuri de implanturi cerebrale, cum ar fi şunturile ventriculare utilizate în tratamentul hidrocefaliei.
