Un nou implant moale, fără fir, poate ajuta într-o zi persoanele care suferă de vezică hiperactivă să treacă ziua cu mai puține pauze de baie.
Implantul folosește o tehnică de control al celulelor cu lumină, cunoscută sub numele de optogenetică, pentru a regla celulele nervoase din vezica urinară. În experimente pe șobolani cu vezici hiperactive induse de medicamente, dispozitivul a atenuat nevoia frecventă a animalelor de a urina, raportează cercetătorii online, 2 ianuarie, Natură.
Deși optogenetica a fost folosită în mod tradițional pentru manipularea celulelor creierului pentru a studia modul în care funcționează mintea, noul implant face parte dintr-un impuls recent de a folosi tehnica de îmblânzire a celulelor nervoase din tot corpul (SN: 30.1.10, str. 18). Implanturile optogenetice similare ar putea ajuta la tratarea bolilor și a disfuncțiilor și în alte organe.
„Am fost foarte fericit să văd asta”, spune Bozhi Tian, un om de știință în materiale de la Universitatea din Chicago, care nu este implicat în lucrare. Se estimează că 33 de milioane de oameni din Statele Unite au vezică hiperactivă. Un tratament disponibil este un implant care folosește curenți electrici pentru a regla celulele nervoase ale vezicii urinare. Dar acele implanturi „vor stimula o mulțime de nervi, nu doar nervii care controlează vezica urinară”, spune Tian. Acest lucru poate interfera cu funcția organelor învecinate, iar stimularea electrică continuă poate fi incomodă.
Noua abordare optogenetică vizează totuși nervii specifici dintr-un singur organ și numai atunci când este necesar. Pentru a controla celulele nervoase cu lumină, cercetătorii au injectat un virus inofensiv care poartă instrucțiuni genetice pentru ca celulele nervoase ale vezicii urinare să producă o proteină activată de lumină numită arheerhodopsin 3.0 sau Arch.. Un senzor elastic înfășurat în jurul vezicii urinare urmărește obiceiurile de urinare ale purtătorului, iar implantul trimite fără fir aceste informații către un program de pe o tabletă.
Dacă programul detectează utilizatorul care ascultă apelul naturii de cel puțin trei ori pe oră, îi spune implantului să pornească o pereche de LED-uri minuscule. Strălucirea verde a acestor micro diode emițătoare de lumină activează proteinele Arch sensibile la lumină din celulele nervoase ale vezicii urinare, împiedicând celulele să trimită atât de multe alerte de vezică plină către creier.
John Rogers, un om de știință în materiale și bioinginer la Universitatea Northwestern din Evanston, Illinois, și colegii lor și-au testat implanturile prin injectarea șobolanilor cu ciclofosfamidă, medicamentul care provoacă vezica urinară hiperactivă. În următoarele câteva ore, implanturile au detectat cu succes când șobolanii treceau cu apă prea des și s-au aprins în verde pentru a readuce tiparele de urinare ale animalelor la normal.
Shriya Srinivasan, un inginer medical la MIT care nu este implicat în lucrare, este impresionat de eficacitatea pe termen scurt a implantului. Dar, spune ea, studiile pe termen lung pot dezvălui complicații ale tratamentului.
De exemplu, un pacient ar putea dezvolta o reacție imună la proteina străină Arch, care ar paraliza capacitatea proteinei de a bloca semnalele de la nervii vezicii urinare către creier. Dar dacă se dovedesc sigure și eficiente pe termen lung, implanturile optogenetice similare care simt și răspund la mișcarea organelor pot ajuta, de asemenea, la tratarea problemelor inimii, plămânilor sau ale țesutului muscular, spune ea.
Implanturile optogenetice ar putea monitoriza, de asemenea, alte evenimente corporale, spune coautorul studiului Robert Gereau, neurolog la Universitatea Washington din St. Louis. Nivelurile hormonale și oxigenarea sau hidratarea țesuturilor, de exemplu, ar putea fi urmărite și utilizate pentru a declanșa LED-uri care modifică nervii pentru tratament medical, spune el.