Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Elektronika w ludzkim organizmie?
Elektronika w ludzkim organizmie?
Odpowiednio dobrane wstrząsy elektryczne mogą być skuteczne w leczeniu schorzeń. Zainspirowany wieloletnimi sukcesami rozruszników serca i implantów ślimakowych, US National Institutes of Health (NIH) postanowił przeznaczyć 248 mln USD na badania nad mapowaniem ludzkiej ‘instalacji elektrycznej’ i rozwojem urządzeń do tego służących. Docelowym efektem programu Stimulating Peripheral Activity to Relieve Conditions (SPARC) mają być urządzenia stymulujące szlaki nerwowe odpowiedzialne za pożądane efekty w ludzkim organizmie.

1 maja tego roku US Food and Drug Administration (FDA) zatwierdziła urządzenie stymulujące mięśnie dróg oddechowych do leczenia bezdechu sennego. Aparat został opracowany przez Inspire Medical Systems z Minneapolis i reguluje oddech w czasie snu. Amerykanie są aktualnie również o krok od zatwierdzenia urządzenia kontrolującego wagę, stworzonego przez EnteroMedics z St Paul. Ten implant bioelektroniczny wszczepiany jest pomiędzy przełyk a żołądek, gdzie odpowiada za pobudzanie nerwu błędnego, co skutkuje uczuciem sytości. Rozwiązane ma być zatem stosowane przy leczeniu skrajnych przypadków otyłości.

Naukowcy przewidują, że tego typu urządzeń może powstać w przyszłości o wiele więcej. Układ nerwowy kontroluje bowiem zdecydowaną większość funkcji ludzkich narządów. W związku z tym US National Institutes of Health (NIH) postanowił przeznaczyć 248 mln USD na badania nad mapowaniem ludzkiej ‘instalacji elektrycznej’ i rozwojem urządzeń do tego służących. Największym problemem bioelektroniki ludzkiego organizmu jest bowiem jej tajemniczość – do dziś nie znamy dokładnych zależności pomiędzy tysiącami szlaków nerwowych, a ta jest niezbędna do opracowania sposobów terapii bazujących na mikrowstrząsach elektrycznych.

Nowe podejście terapeutyczne oparte jest na wysyłaniu odpowiednio dobranego impulsu elektrycznego do nerwu głównego powiązanego z danym narządem. Takie postępowanie umożliwia zmianę ‘polecenia’ wysyłanego do organu, a więc uzyskanie kontroli nad jego funkcjami. Pomysłów na wykorzystanie implantów bioelektrycznych jest już wiele. Wśród nich wymienić można m.in. rozluźnianie tętnic w celu obniżenia ciśnienia krwi, czy pobudzanie komórek trzustki do produkcji insuliny, kiedy te nie reagują w pożądany sposób na podawane leki.

Naukowcy jednocześnie podkreślają, że leczenie mikrowstrząsami elektrycznymi może być znacznie bardziej precyzyjne niż stosowanie farmaceutyków. Na przykład w chorobach autoimmunologicznych obecnie tłumi się działanie całego układu odpornościowego. Zastosowanie implantów bioelektronicznych ulokowanych wyłącznie na odpowiednich nerwach może stanowić skuteczną i mniej uciążliwą dla pacjenta terapię.

Projekt stworzony przez NIH otrzymał roboczą nazwę Stimulating Peripheral Activity to Relieve Conditions (SPARC). Jego głównym celem jest zlikwidowanie luki w wiedzy o mechanizmach leżących u podstaw elektrycznego systemu sterowania narządami. Pierwsze dotacje w ramach SPARC będą przyznane na początku 2015 roku. Docelowo po następnych 6 latach ma zostać opracowana mapa zależności elektrycznych występujących naturalnie w ludzkim organizmie. Kolejnym krokiem ma być stworzenie urządzeń, które można łączyć z nerwami i za ich pośrednictwem stymulować przewodzenie sygnałów. Wszystko musi się oczywiście odbywać bez powodowania jakichkolwiek szkód w perspektywie całego organizmu. Naukowcy przewidują, że najtrudniejszym zadaniem będzie określenie zależności pomiędzy setkami sygnałów docierających do i wysyłanych przez każdy z narządów. Później pozostanie opracowanie urządzenia działającego tylko na szlak sygnałowy odpowiedzialny za pożądany efekt.

Czy zastosowanie implantów bioelektrycznych na zdecydowanie szerszą skalę jest zupełną nowością? Okazuje się, że nie. Już w grudniu ubiegłego roku gigant farmaceutyczny GlaxoSmithKline (GSK) ogłosił wewnętrzny konkurs na opracowanie zminiaturyzowanego implantu posiadającego zdolność odczytu sygnałów elektrycznych i stymulowania narządów do wykonywania określonych funkcji. Urządzenie musiało być niezawodne przez co najmniej 60 dni, a dla zwycięskiego zespołu przewidziano nagrodę w wysokości 1 miliona USD.

Również inne ośrodki naukowe włączyły się do tego typu projektów już jakiś czas temu. Aktualnie badacze pracują nad terapią wstrząsami elektrycznymi w zakresie 20 różnych zaburzeń. Spektrum analiz jest bardzo szerokie i obejmuje schorzenia od chorób układu krążenia, przez reumatoidalne zapalenie stawów, aż po nowotwory. Oczywistym jest, że nie we wszystkich terapiach bioelektryka znajdzie zastosowanie, jednak już powodzenie kilku z tych 20 projektów będzie ogromnym sukcesem.
Implanty bioelektroniczne wydają się zatem bardzo obiecujące. Naukowcy zauważają jednak jeden podstawowy problem z nimi związany - często nie jest niestety jasne dlaczego rozwiązania tego typu działają. Miejmy jednak nadzieję, że badania prowadzone w ramach projektu SPARC przyniosą rozwiązanie tych kłopotów.

 

KOMENTARZE
Newsletter