Еще одну оригинальную идею лечения болезни Альцгеймера и других заболеваний предложили ученые из MIT. Принцип ее действия звучит как кошмар антипрививочников, опасающихся “чипирования”: с помощью инъекции в организм вводятся электронные устройства, которые перемещаются по всему телу и имплантируются в мозг. Что это за устройства, и какие задачи ученые хотят решить с их помощью?

Разработанная MIT технология получила название “циркулятроника” (Circulatronics). Она использует крошечные электронные имплантаты (SWED), каждый из которых размером до 10 мкм. Они достаточно компактны, чтобы поместиться на клетке, циркулирующей по кровеносной системе. Ученые объединяют SWED с живыми моноцитами - клетками иммунной системы, которые перемещаются к очагам воспаления и оседают в тканях. Часть из них проходит сквозь защитный гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) и попадает в мозг.

После того, как имплантаты окажутся в мозге, их можно активировать светом лазера инфракрасного диапазона, проникающим сквозь череп. SWED преобразуют свет в электричество, которое таким образом стимулирует нейроны в нужной части мозга.

Авторы исследования провели испытания на мышах с воспаленными участками мозга, имитирующими воспаление при болезни Альцгеймера или инсульте. В кровеносную систему мышей вводили SWED на клетках и спустя 72 часа оценивали их распределение. Оказалось, что значительная часть устройств (в среднем 14 тыс.) смогла достичь мозга. Затем мышей подвергали стимуляции с помощью инфракрасного лазера. Ученые измерили концентрацию белка c-Fos, который служит маркером активности нейронов, и пришли к выводу, что она выросла в тех участках, где находились SWED.

Авторы рассчитывают вывести эту технологию на рынок уже в ближайшие годы. В течение 3 лет стартап MIT Cahira Technologies собирается начать КИ, а спустя еще несколько лет - получить регистрацию. Разработчики также считают, что циркулятроника найдет более широкое применение, чем просто лечение болезни Альцгеймера. По их мнению, SWED могут быть полезны в борьбе с опухолями мозга и заболеваниями других органов. Также они планируют создать чипы, которые собирают данные о работе мозга и дают обратную связь.

Сможет ли эта технология действительно выйти на рынок?

❇️ Она использует перспективную систему доставки, которая маскирует имплантаты от иммунной системы и позволяет им проникать сквозь ГЭБ, не нарушая его - преимущество, которого нет у более крупных и инвазивных устройств. В будущем этот метод может лечь в основу многих видов терапии.
❇️ До перехода к КИ авторам придется решить еще много проблем. Все, на что на данный момент способна технология - это стимулировать несколько тысяч произвольных нейронов. Если в мозге есть воспаление, это увеличивает шанс, что они попадут в нужную область, но общее воздействие все равно будет слишком слабым. Исследования показывают, что нейромодуляция может смягчать симптомы депрессии и даже улучшать когнитивную функцию у пациентов с болезнью Альцгеймера, но речь в них идет о более обширном воздействии.
❇️ Сейчас авторы используют естественную склонность моноцитов перемещаться туда, где находится источник воспаления. Но это не сработает, если заболевание имеет невоспалительную природу - например, опухоль, которая “прячется” от иммунной системы. Им придется использовать другие методы, такие как хоминг. Он состоит в том, что на мембраны стволовых или иммунных клеток добавляют пептид, который заставляет их мигрировать к нужным тканям. Но даже так до 90% клеток оседает в легких, печени и селезенке, и лишь малая часть доходит до целевого органа.
❇️ Главная трудность, как обычно, связана с безопасностью. Авторы утверждают, что устройства Circulatronics выводятся из организма за 10 дней, но многие из них все равно накапливаются в тканях. Когда мышам ввели SWED без моноцитов непосредственно в мозг, их концентрация не снизилась даже спустя 6 месяцев. Хорошая новость в том, что они не вызвали воспаление, но до вывода продукта на рынок придется исключить еще много рисков.