Nuevos descubrimientos sobre electrodos cerebrales pueden mejorar la estimulación cerebral profunda en la enfermedad de Parkinson Se considera que la implantación de electrodos causa inflamación y daño celular.

Un nuevo estudio muestra que la implantación de electrodos en el cerebro desencadena la inflamación al activar un grupo de proteínas de señalización inmunitaria llamadas inflamasomas, que detectan la infección y, a su vez, desencadenan una poderosa respuesta inflamatoria.

Los hallazgos pueden abrir nuevas vías para mejorar la estimulación cerebral profunda, un tipo de tratamiento utilizado en la enfermedad de Parkinson y otros trastornos neurológicos, para aliviar los síntomas de los pacientes.

«Descubrir múltiples mediadores involucrados en la neuroinflamación generará una mayor comprensión de la compleja respuesta inmune que sigue [electrode] Los investigadores escriben que la inclusión también sirve para revelar posibles objetivos terapéuticos para reducir la neuroinflamación.

el estudio, «Activación de patógenos inflamatorios y sus efectos sobre la neuroinflamación en la interfase microelectrodo-tejido en implantes intracorticales«en Biomateriales.

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Investigando los mecanismos de los electrodos implantados en el cerebro

El trabajo fue dirigido por un equipo de investigadores que incluía a varios miembros del Consejo Asesor Científico de la Universidad. Tratamientos ZyVersa. La empresa estadounidense está desarrollando un tratamiento experimental que tiene como objetivo evitar la reactivación del inflamasoma.

«La investigación publicada en Biomaterials brinda respaldo adicional para el potencial terapéutico del inhibidor de ASC de anticuerpos monoclonales de ZyVersa, IC 100, en lesiones y enfermedades neurológicas», señaló Stephen C. Glover, cofundador, presidente, director ejecutivo y presidente de ZyVersa. V dijo Comunicado de prensa de la empresa.

Glover agregó que los primeros estudios con el tratamiento experimental «mostraron una actividad inflamatoria reducida y/o mejores resultados en dos modelos diferentes de lesión cerebral, lesión de la médula espinal, inflamación relacionada con la edad, enfermedad de Alzheimer y esclerosis múltiple».

Conocida como DBS, la estimulación cerebral profunda es un tratamiento quirúrgico que consiste en implantar electrodos en el cerebro, que pueden proporcionar estimulación eléctrica a áreas específicas del cerebro. Se ha demostrado que el tratamiento es eficaz en algunos pacientes para aliviar algunos de los síntomas de la enfermedad de Parkinson y otros trastornos neurológicos.

“La estimulación cerebral profunda es una opción de tratamiento importante para ayudar a mantener la calidad de vida en pacientes con trastornos del movimiento cuyos síntomas no se controlan de manera efectiva con medicamentos”, dijo Abhishek Prasad, PhD, profesor de ingeniería biomédica en la Facultad de Medicina Miller de la Universidad de Miami. «. y coautor del estudio.

Si bien la estimulación cerebral profunda puede ser una opción de tratamiento eficaz, los electrodos implantados en el cerebro no pueden durar mucho tiempo. Esto se debe en parte a la inflamación causada por los electrodos en el tejido cerebral circundante, que daña el material de los electrodos.

Pero los mecanismos moleculares exactos de cómo los electrodos implantados en el cerebro desencadenan la inflamación no se comprenden completamente. Ahora, un equipo de científicos ha llevado a cabo una serie de experimentos en ratones para comprobar si la partícula inflamatoria desempeña algún papel.

Los inflamasomas son complejos de proteínas que las células utilizan para detectar signos de daño o infección. Cuando se detectan estas señales de peligro, el inflamasoma se activa y desencadena una poderosa respuesta inflamatoria.

Los resultados mostraron que los niveles de proteínas inflamatorias aumentaron significativamente unos días después de la implantación del electrodo. Varios mediadores inflamatorios importantes, como NLRP1 y NLRP3, aún se encontraban en niveles elevados durante 1 mes después del trasplante, el punto de tiempo más reciente evaluado en este estudio.

“Estos hallazgos brindan un fuerte apoyo a la presencia de moléculas de detección de partículas inflamatorias en etapa temprana. [electrode] implantación y permanecer elevado para causar una neuropatía perpetua mediada por inflamación», escribieron los investigadores.

La piroptosis, de las palabras griegas para «muerte ardiente», es una forma de muerte celular inflamatoria programada. Específicamente, cuando una célula sufre una hipertrofia cinética, la célula se mata a sí misma mientras expulsa simultáneamente moléculas de señalización proinflamatorias.

Esto puede ser efectivo para tratar lesiones contundentes, porque la célula dañada puede enviarse mientras hace sonar la alarma al resto del cuerpo. Sin embargo, con un electrodo implantado, el proceso se activa constantemente, lo que puede provocar una respuesta inflamatoria dañina. De hecho, los investigadores notaron que en este estudio, más laringitis tendía a asociarse con neuronas menos densas, lo que indicaba más daño en el tejido cerebral.

«La neuropatía por sinusitis y neuroinflamación puede conducir a la pérdida neuronal», escribieron los investigadores. Estos hallazgos sugieren que el bloqueo de la activación del somatosoma inflamatorio puede ayudar a prevenir la respuesta inflamatoria a los electrodos implantados en el cerebro.

«Nuestros resultados no solo demuestran que la activación sostenida de partículas inflamatorias contribuye a la neuroinflamación en la interfaz ME-tejido, sino que también revelan el potencial terapéutico de dirigirse a partículas inflamatorias para moderar la respuesta de cuerpo extraño a los implantes corticales», dijo Prasad.