Mikroimplanty zamiast operacji mózgu. Mają leczyć stany zapalne i Alzheimera
Biotechnolodzy z MIT opracowali miniaturowe urządzenia bioelektroniczne, które po podaniu do krwiobiegu przemieszczają się do wybranych rejonów mózgu i precyzyjnie docierają do obszarów objętych stanem zapalnym. Mikroimplanty są w stanie emitować impulsy elektryczne, co może znaleźć zastosowanie w leczeniu zaburzeń psychicznych, choroby Alzheimera czy stwardnienia rozsianego. Zdaniem ekspertów ta nowa metoda, nazywana cyrkulatroniką, ma uniwersalne zastosowanie i może posłużyć do leczenia także innych układów niż mózg.
Spis treści:
- Niezwykle precyzyjne mikroimplanty zamiast operacji mózgu
- Cyrkulatronika to nadzieja dla chorych na Alzheimera i stwardnienie rozsiane
Niezwykle precyzyjne mikroimplanty zamiast operacji mózgu
Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology wprowadzili mikroskopijne implanty do organizmu myszy przez krwiobieg. Potrafią one samodzielnie lokalizować konkretne obszary mózgu, a następnie aktywować się bezprzewodowo, aby na nie oddziaływać elektrycznie. Zanim zostaną wstrzyknięte, mikroimplanty są uprzednio łączone z żywymi komórkami, dzięki czemu nie wywołują reakcji immunologicznej i przekraczają barierę krew-mózg. Nową gałąź nauki, która zajmuje się tworzeniem takich rozwiązań, nazwano cyrkulatroniką.
Swoje dokonania badacze opisali na łamach prestiżowego "Nature Biotechnology". W poświęconym im artykule z 5 października autorzy wyjaśniają, że dotychczas implanty bioelektroniczne do stymulacji mózgu wymagały przeprowadzenia inwazyjnej operacji chirurgicznej. Ich rozwiązanie jest nieinwazyjne. Są nim "implanty niechirurgiczne, składające się z hybryd komórki odpornościowej i elektroniki". Podejście to naukowcy z MIT określili jako cyrkulatronika (ang. "Circulatronics").
"Urządzenia te mogą być dostarczane dożylnie i przemieszczać się autonomicznie do obszarów objętych stanami zapalnymi w mózgu, gdzie się wszczepiają i umożliwiają neuromodulację, co pozwala ominąć potrzebę zabiegu chirurgicznego"
Prezentowane mikroimplanty są rozmiarów nieprzekraczających wielkością komórki, działają bezprzewodowo i zawierają układy fotowoltaiczne, które pozyskują energię optyczną o wysokiej konwersji energii.
Cyrkulatronika to nadzieja dla chorych na Alzheimera i stwardnienie rozsiane
Wstrzykiwane implanty jako pierwsze otrzymały myszy, ale naukowcy z MIT zakładają, że w przyszłości będą one mogły pomagać także ludziom. W artykule w "Nature Biotechnology" zademonstrowali oni dwie takie implantacje. Pierwsza polegała na wprowadzeniu urządzenia przez krwiobieg do obszaru mózgu objętego stanem zapalnym, co stanowić ma "przykład celu terapeutycznego w leczeniu wielu chorób neurologicznych". Druga zademonstrowała stymulacje neuronalną obszaru zapalnego z precyzją rzędu 30-µm.
Stany zapalne w mózgu uważane są za jedną z głównych przyczyn chorób neurodegeneracyjnych. Dzięki temu, że te urządzenia działają z niezwykłą precyzją, mogą one docierać do chorych fragmentów struktur nerwowych i oddziaływać na nie selektywnie. Cyrkulatronika daje póki co bardzo obiecujące efekty. Według ekspertów ma ona charakter uniwersalny i może być wykorzystywana także poza neurologią, obejmując również inne części ciała niż mózg.
Co dalej? Eksperci uważają, że w przyszłości może ona posłużyć do leczenia chorób psychicznych, nowotworów mózgu, choroby Alzheimera, stwardnienia rozsianego czy przewlekłego bólu u ludzi, a także schorzeń w innych układach. Testy kliniczne mają rozpocząć się w ciągu najbliższych 3 lat.
Źróło: Yadav, S., Lee, R.X., Kajale, S.N. et al. A nonsurgical brain implant enabled through a cell-electronics hybrid for focal neuromodulation. Nat Biotechnol (2025). https://doi.org/10.1038/s41587-025-02809-3
