Gehirnimplantate sind äußerst vielversprechend für die Wiederherstellung der Funktionsfähigkeit von Patienten mit Lähmungen, Epilepsie und anderen neurologischen Erkrankungen.
Ein Forscherteam der Case Western Reserve University hat jedoch herausgefunden, dass nach der Implantation eines medizinischen Geräts Bakterien in das Gehirn eindringen können, was zu Entzündungen beiträgt und die langfristige Wirksamkeit des Geräts verringert.
Die bahnbrechenden Forschungsergebnisse, die kürzlich in Nature Communications veröffentlicht wurden , könnten den langfristigen Erfolg von Gehirnimplantaten verbessern, da nun ein Ziel identifiziert wurde, das angegangen werden kann.
„Das Verständnis der Rolle von Bakterien bei der Leistung von Implantaten und der Gesundheit des Gehirns könnte die Entwicklung und Wartung dieser Geräte revolutionieren“, sagte Jeff Capadona , Vizekanzler für Innovation an der Case Western Reserve, Professor für Biomedizintechnik am Donnell Institute und leitender Wissenschaftler am Louis Stokes Cleveland VA Medical Center.
Capadonas Labor leitete die Studie, in der das Vorhandensein bakterieller DNA in den Gehirnen von Mausmodellen untersucht wurde, denen Mikroelektroden implantiert worden waren.
Zu ihrer Überraschung fanden die Forscher im Gehirn Bakterien, die mit dem Darm in Verbindung stehen. Die Entdeckung deutet darauf hin, dass ein durch die Implantation des Geräts verursachter Bruch der sogenannten Blut-Hirn-Schranke das Eindringen von Mikroben ermöglichen könnte.
„Dieser Befund hat Paradigmenwechsel ausgelöst“, sagte George Hoeferlin , der Hauptautor der Studie und Doktorand der Biomedizintechnik an der Case Western Reserve University in Capadonas Labor. „Jahrzehntelang konzentrierte sich das Fachgebiet auf die Immunreaktion des Körpers auf diese Implantate, doch unsere Forschung zeigt nun, dass auch Bakterien – einige davon aus dem Darm – bei der Entzündung im Umfeld dieser Geräte eine Rolle spielen.“
In der Studie wurde bei mit Antibiotika behandelten Mausmodellen die bakterielle Kontamination reduziert und die Leistung der implantierten Geräte verbesserte sich – obwohl sich eine längere Antibiotika-Einnahme als nachteilig erwies.
Die Auswirkungen dieser Entdeckung gehen über Geräteausfälle hinaus. Einige der im Gehirn gefundenen Bakterien werden mit neurologischen Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson und Schlaganfall in Verbindung gebracht.
„Wenn wir diese Folgen der Implantation nicht erkennen oder angehen, könnten wir mehr Schaden anrichten als beheben“, sagte Capadona. „Dieser Befund unterstreicht die dringende Notwendigkeit, eine dauerhafte Strategie zur Verhinderung bakterieller Invasionen durch implantierte Geräte zu entwickeln, anstatt Entzündungen nur im Nachhinein zu behandeln. Je besser wir diesen Prozess verstehen, desto besser können wir Implantate entwickeln, die sicher und effektiv funktionieren.“
