Щоб організм не відторгав протези, дослідники “навчили” електроди обходити імунну систему

Нейропротези рук та ніг, вживлені прилади для відновлення слуху тощо “конектяться” з людським тілом через нейропериферійні імпланти. Це тонка смужка спеціального пластику з електродами. Нею обгортають залишки нервів або вживлюють безпосередньо в них. Але організм сприймає ці смужки  як чужорідне тіло і намагається капсулювати — огорнути рубцевою тканиною. Після цього вони виходять з ладу. Міжнародна команда дослідників знайшла спосіб, як обійти цю захисну імунну реакцію, пише Le Monde. 

Протези, що поєднуються із нервовою системою, найкраще приживаються з використанням дексаметазону. Це гормональний препарат, що пригнічує запалення, зменшує набряки, гальмує імунну систему та алергічні реакції. Післяопераційна терапія препаратом зазвичай триває до дев’яти тижнів. 

Вчені вирішили поєднати молекули дексаметазону з смужками електродів, які вживлюють у периферійну нервову систему. Цей  метод показав хороші результати. Статтю про це дослідження нейронауковці опублікували у спеціалізованому виданні Advanced Healthcare Materials. 

Як це працює

Смужки електродів — це своєрідний нейроінтерфейс, за допомогою якого людина може керувати і контролювати протез. Під час операції їх вводять у нервову систему, де вони стають частиною нейронних ланцюжків. По них проходять сигнали. Наприклад, від мозку до руки — і ми згинаємо палець. Чи від руки до мозку, коли ми відчуваємо температуру, біль, вологість тощо. 

Огорнуті молекулами дексаметазону, електродні нейроінтерфейси в нервах рідше капсулюються, бо препарат пригнічує імунну реакцію. Після вживлення приладу молекули дексаметазону повільно вивільняються в організм. Процес триває впродовж усього періоду запалення. 

Як тестували

Технологію перевірили не лише в лабораторних умовах, а й на щурах. Під час етапу in vitro, тобто поза живим організмом, дексаметазон рясно виділявся у перші два тижні, а потім повільно і рівномірно решту сім. Дев’ять тижнів, як зазначалося раніше, є усередненим періодом післяопераційного запалення. 

На етапі in vivo, тобто у живому організмі, електродні смужки вживлювали у сідничні нерви щурів. Один з авторів дослідження, нейронауковець Хосе Мануель Кругейрас Перес пояснив вибір піддослідних тварин: 

“... Нерви [щурів] мають спільні анатомічні та функціональні характеристики з певними периферійними нервами людини”.

Рубцева капсула навколо електродних смужок була тоншою та менш щільною, ніж у тварин з необробленими дексаметазоном імплантами. Так само гірші результати показали тварини, яким препарат вводили уколами. 

До клінічних випробувань на людях цю технологію не можна буде використовувати у широкій медичній практиці. Але після остаточної перевірки відкриття зможе знизити рівень відторгнення нейропротезів. 

Ризики дексаметазону

Попри широке використання дексаметазону у лікуванні, цей кортикостероїд має свої мінуси. Він сильно підвищує рівень цукру у крові. Це може ускладнювати виздоровлення людей із цукровим діабетом. 

Також терапія дексаметазоном може впливати на результати лікування пухлин головного мозку. Є низка досліджень, що пов’язують високі дози дексаметазону із значно гіршими прогнозами виживання для таких пацієнтів. З статтями можна ознайомитися, наприклад, у метааналізі на PabMed. 

В Україні після повномасштабного вторгнення росіян кількість цивільних і військових, яким потрібне протезування, різко зросла. Для певних категорій держава оплачує цю послугу за пацієнтів. Нейротехнології теж активно розвивається. Про це йдеться у статті Івана Шевчука під назвою “Нейроінженерія в Україні: дослідження, що змінюють медицину”.