Наночастицы, вдохновлённые тромбоцитами, улучшают работу электродов нейроинтерфейсов

Учёные, работающие над улучшением технологии интерфейса "мозг-компьютер" (BCI), обнаружили, что можно повысить эффективность электродов, имплантированных в мозг, с помощью целевой доставки противовоспалительных препаратов.

Исследователи из Университета Кейс Вестерн Резерв в сотрудничестве с Haima Therapeutics использовали новые "наночастицы, вдохновлённые тромбоцитами", чтобы доставить противовоспалительный препарат непосредственно к месту имплантации электродов BCI. Согласно исследованию, недавно опубликованному в Nature Communications, препарат удвоил эффективность электродов.

"Когда мы имплантируем устройства в мозг, это нарушает гематоэнцефалический барьер, и мы знали, что для его "запечатывания" появятся тромбоциты", — сказал нейроинженер Эндрю Шоффстолл. — "Мы использовали эти наночастицы, которые действуют как тромбоциты, в качестве троянского коня, чтобы нацелиться на место, куда помещаем устройство".

Проблема интерфейса "мозг-компьютер"

BCI позволяет людям с травмой спинного мозга или протезами конечностей управлять ими силой мысли через электроды, считывающие активность нейронов. Однако барьером для развития технологии является воспаление, которое, по сути, "засоряет" электроды и со временем приводит к их отказу.

"Мозг распознаёт имплант как инородный объект — как занозу — и реагирует воспалением, пытаясь изолировать и нейтрализовать его", — пояснил Шоффстолл.

Команда протестировала целевой подход с помощью имплантированных микроэлектродов, записывающих активность мозга. Наночастицы с препаратом улучшили работу электродов, в то время как системное введение того же препарата фактически ухудшило ситуацию.

Синтетические тромбоциты

Прорыв основан на технологии наночастиц, вдохновлённых тромбоцитами, которую разработал, запатентовал и лицензировал компании Haima Therapeutics Анирбан Сен Гупта.

"Основная задача тромбоцитов — образовывать сгусток и останавливать кровотечение, поэтому они естественным образом накапливаются в месте повреждения", — сказал Сен Гупта.

Потенциальные клинические применения продукта компании SynthoPlate включают остановку опасных для жизни кровотечений и целевую доставку лекарств. Для этого исследования Haima произвела синтетические тромбоцитарные наночастицы, содержащие препарат.

Потенциальные будущие применения

"Поскольку сама частица является платформой, вы можете загрузить в неё любой препарат, если выберете заболевание или патологию, где могут накапливаться тромбоциты", — сказал Сен Гупта. — "На самом деле, это имеет потенциал для лечения любого заболевания, связанного с сосудистым повреждением и воспалением: от инсульта и сердечного приступа до аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит, или инфекционных заболеваний, таких как сепсис".

Haima Therapeutics надеется начать клинические испытания наночастиц, вдохновлённых тромбоцитами, на людях в 2027 году.