Pour de nombreuses personnes souffrant de troubles neurologiques tels que l'épilepsie, il n'existe aucune option de traitement viable. Dans nos dernières recherches, nous avons développé un dispositif implantable qui pourrait un jour apporter un soulagement. Nous montrons que l'implant peut traiter des problèmes dans le cerveau, tels que les crises d'épilepsie, en délivrant des produits chimiques du cerveau - appelés neurotransmetteurs - directement aux cellules du cerveau responsables du problème.
L'implant fonctionne en utilisant un champ électrique pour pousser les neurotransmetteurs hors de l'appareil à partir d'un réservoir interne. Ce processus, appelé électrophorèse, permet un contrôle précis de la dose et du moment de l'administration du médicament, ce qui est important pour traiter les troubles intermittents tels que l'épilepsie.
Cette méthode d'administration présente également l'avantage de ne pas augmenter la pression locale à l'endroit où le médicament quitte le dispositif, car les molécules du médicament ne sont pas dans un solvant - elles quittent le dispositif "à sec". Ceci est important car cela signifie que les molécules du médicament (les neurotransmetteurs dans ce cas) peuvent interagir directement avec le tissu entourant l'implant sans causer de dommages à ces cellules ou au tissu environnant.
Des chercheurs ont précédemment montré que cette méthode d'administration de médicaments pouvait être utilisée pour gérer la douleur, avec un implant placé dans la moelle épinière de rats. La nouveauté de notre travail, publiée dans Science Advances, était de concevoir un implant suffisamment petit pour être implanté dans le cerveau de souris. Nous avons également intégré de minuscules capteurs dans l’implant pour nous permettre de surveiller l’activité cérébrale locale dans laquelle l’appareil a été implanté.
Les neurotransmetteurs sont les messagers chimiques du cerveau. (Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock.com) À l'aide des capteurs intégrés, nous avons pu voir l'apparition d'activité semblable à une crise chez la souris. Après la détection d'une crise, nous avons dit à l'implant d'envoyer des neurotransmetteurs inhibiteurs au tissu cérébral situé au centre des crises. Les neurotransmetteurs disent aux cellules de ce tissu d’arrêter de propager le message de convulsions à d’autres cellules. Cela a arrêté les crises.
Après avoir constaté que nous pouvions arrêter les crises, nous voulions voir si nous pouvions les empêcher complètement, plutôt que de les arrêter après leur début. Pour tester cela, nous avons commencé à administrer les neurotransmetteurs avant qu'une dose de produits chimiques provoquant des convulsions ne soit injectée dans le cerveau avec un implant séparé. Ces expériences ont montré que notre implant pouvait empêcher toute activité semblable à une crise.
Technologie de plate-forme
Nous sommes très heureux car c’est la première fois que quiconque voit qu'un dispositif électrophorétique d’administration de médicaments peut arrêter ou empêcher une activité semblable à une crise. En outre, nous considérons cela comme une plate-forme technologique qui pourrait être adaptée pour aider à traiter de nombreux troubles neurologiques tels que l'épilepsie, la maladie de Parkinson et les tumeurs cérébrales.
Il est important de noter que, jusqu'à présent, ce dispositif n'a été testé que chez la souris et le rat. À en juger par le temps pris par les autres technologies pour passer de cette étape à une utilisation clinique généralisée, il faudra probablement au moins une décennie avant que cette technologie soit largement disponible pour les humains. Pendant ce temps, beaucoup de travail sera fait pour prouver la viabilité à long terme de ces implants pour le traitement de l'épilepsie ainsi que pour d'autres troubles neurologiques.
Cet article a été publié à l'origine sur The Conversation.
Christopher Proctor, associé de recherche dans la fabrication et la validation de pompes à ions implantables, Université de Cambridge
