žŁÀûŒ§

23 augusti 2016

LiU-forskare har tillsammans med franska kolleger tagit fram en liten anordning som både fångar upp den första signalen av ett epileptiskt anfall och doserar en substans som effektivt stoppar anfallet. Allt sker i samma pixel där signalen uppstår – ett område på 20x20 µm.

Resultaten som tagits fram vid Laboratoriet för organisk elektronik, Campus Norrköping, LiU, publiceras i ansedda PNAS, Proceedings of the National Academy of Sciences, med LiU-forskaren Daniel Simon som huvudförfattare.

Enligt en nyligen framtagen uppskattning lider inte mindre Àn sex procent av jordens befolkning av nÄgon typ av neurologiskt sjukdom, som epilepsi eller Parkinsons. LÀkemedel finns, men nÀr de stoppas i munnen eller injiceras i blodet hamnar de Àven dÀr de inte behövs och kan till och med göra stor skada. Alla lÀkemedel har mer eller mindre svÄra biverkningar och nÄgon riktig bra behandlingsmetod mot de neurologiska sjukdomarna existerar Ànnu inte.

Interagerar med neuronerna

Neuronerna, eller nervcellerna Àr de celler i kroppen som bÄde skickar ut och tar emot nervimpulser. Den lilla anordning pÄ 20x20”m, som forskarna nu kunnat demonstrera, innebÀr att det i framtiden kan bli möjligt att bÄde fÄnga upp signaler och Àven stoppa dem i exakt det omrÄde av nervceller dÀr de uppstÄr. Ingen annan del av kroppen behöver ta skada.

– VĂ„r teknik gör det möjligt att interagera med sĂ„vĂ€l friska som sjuka neuroner - nervceller. Vi kan nu börja undersöka möjligheterna att hitta terapier för neurologiska sjukdomar som Ă€r sĂ„ snabba och lokala att patienten inte ens mĂ€rker av dem, sĂ€ger Daniel Simon.

Försöken har utförts i laboratoriet och i skivor av en mushjÀrna. Anordningen bestÄr av en sensor som fÄngar upp nervsignalen och en liten jonpump som doserar exakt rÀtt mÀngd av neurotransmittorn GABA, ett Àmne som kroppen sjÀlv anvÀnder för att hÀmma retningar i det centrala nervsystemet.

– Samma elektrod som registrerade aktiviteten i cellen kunde ocksĂ„ leverera transmittorn. Vi kallar det en bioelektronisk neural pixel eftersom den efterliknar de funktioner som biologiska neuroner har, sĂ€ger Daniel Simon.

Detektering och frisÀttning i samma punkt

– Signalering i biologiska system, som nervsignaler, baseras pĂ„ kemiska signaler i form av katjoner som passerar mellan transmittorer och receptorer, uppbyggda av proteiner. NĂ€r en signal överförs frĂ„n en cell till en annan sker identifieringen av signalen och triggningen av en ny inom ett mycket litet avstĂ„nd – nĂ„gra fĂ„ nanometer. I vissa fall sker det i samma punkt. Att elektronisk detektering och frisĂ€ttning nu kan ske i samma elektrod Ă€r dĂ€rför ett stort framsteg, sĂ€ger professor Magnus Berggren.

Jonpumpen, som Àr framtagen vid Laboratoriet för organisk elektronik, vÀckte stor uppmÀrksamhet nÀr den presenterades för ett Är sedan och den sensor som fÄngar upp nervsignalen har nu tagits fram av LiU-forskarnas samarbetspartner vid Ecole Nationale Supérieure des Mines in Gardanne i Frankrike. Mus-experimenten har utförts vid universitetet i Aix Marseille. Hela anordningen Àr tillverkad i ledande och biokompatibel plast.

Den svenska delen av forskningen har finansierats av Vinnova, VetenskapsrÄdet samt Knut och Alice Wallenbergs stiftelse. Arbetet har skett inom ramen för OBOE-centrum och har letts av Daniel Simon och professor Magnus Berggren.

The bioelectronic neural pixel: chemical stimulation and electrical sensing at the same site. Amanda Jonsson, Sahika Inal, Ilke Uguz, Adam Williamson, LoĂŻg Kergoat, Jonathan Rivnay, Dion Khodagholy, Magnus Berggren, Christophe Bernard, George G. Malliaras och Daniel T Simon, PNAS 2016. DOI: 10.1073/pnas.1604231113

Kontakt

Forskning