Uśmierzanie bólu za pomocą organicznej elektroniki

Wszczepialna pompa jonowa, która uwalnia substancję naturalnie występującą w organizmie - kwas γ-aminomasłowy (GABA) - hamuje przewodzenie sygnału bólowego. Eksperymenty prowadzono in vitro i na żywych szczurach, ale gdy już uzyskano dowód, że koncepcja w ogóle działa, w niedalekiej przyszłości, wg naukowców z Uniwersytetu w Linköping i Karolinska Institutet już w ciągu 5-10 lat, będzie ją można wdrożyć u pacjentów z uszkodzeniem nerwów.

Pompę jonową [osadzoną w organicznej elektronice] można porównać do rozrusznika, tyle że tutaj chodzi o uśmierzenie bólu - wyjaśnia prof. Magnus Berggren.

Autorzy artykułu z pisma Science opowiadają, że pompa uwalnia GABA dokładnie do miejsca, gdzie uszkodzone nerwy wchodzą w kontakt z rdzeniem kręgowym. Ponieważ GABA pełni funkcję głównego neuroprzekaźnika o działaniu hamującym, oznacza to, że sygnał bólowy nigdy nie dociera do mózgu.

Szwedzi zademonstrowali, że organiczne urządzenie jest w stanie precyzyjnie dostarczyć neuroprzekaźniki zarówno in vivo, jak i in vitro. Przekształcając impuls elektryczny w sygnał chemiczny (chmurę kationów), przypomina synapsę. Działając na obwodowej części drogi słuchowej, już w 2009 r. naukowcy pokazali, że w zróżnicowanej populacji komórek aparat może wybiórczo stymulować neurony reagujące na specyficzny neuroprzekaźnik. Udało się to osiągnąć za pośrednictwem elektronicznej kontroli migracji elektroforetycznej przez polimerowy film.

Jeśli chodzi o regulację sygnalizacji komórkowej, taki mechanizm zapewnia kilka poszukiwanych cech, m.in. dokładne oznaczanie dawki w oparciu o relacje elektrochemiczne i minimalnie inwazyjne dostarczanie (nie występuje bowiem przepływ cieczy). Jak dotąd nie zaobserwowano skutków ubocznych uśmierzania bólu tym sposobem.

Unikatowe jest to, że wykorzystujemy organiczną elektronikę, by wysyłać własne sygnały chemiczne organizmu. Materiały organiczne są łatwo akceptowane przez ciało i komunikują się, jak dyktuje biologia - za pomocą jonów - podsumowuje prof. Daniel Simon.

GABA neuroprzekaźnik uszkodzenie nerwów kanał jonowy kationy uwalnianie sygnał bólowy Magnus Berggren Daniel Simon