Kết hợp thuốc chống viêm vào lớp phủ cấy ghép để giảm phản ứng
Các thiết bị y tế điện tử cấy ghép đã được sử dụng rộng rãi cho một số ứng dụng, nhưng chúng cũng cung cấp triển vọng chuyển đổi điều trị các tình trạng khó chữa, chẳng hạn như sử dụng các chất kích thích điện thần kinh cho bệnh nhân chấn thương cột sống.
Tuy nhiên, có một vấn đề lớn: cơ thể chúng ta nhận ra, tấn công và bao quanh các cấy ghép này bằng một viên nang dày đặc, 'bảo vệ' của mô sẹo ngăn chặn kích thích điện đến hệ thần kinh.
Cái gọi là 'phản ứng cơ thể nước ngoài' này được thúc đẩy bởi một phản ứng viêm chống lại cấy ghép. Đầu tiên, các tế bào miễn dịch được gọi là đại thực bào tấn công và cố gắng phá hủy thiết bị. Sau đó, một phản ứng lâu dài hơn bắt đầu, một lần nữa được phối hợp bởi các đại thực bào, dẫn đến sự tích tụ của một viên nang giàu collagen để tách nó khỏi các mô xung quanh. Phản ứng này sau đó vẫn tồn tại cho đến khi cấy ghép được lấy ra khỏi cơ thể.
Các cơ chế mà phản ứng cơ thể nước ngoài xảy ra không được hiểu rõ, có nghĩa là không có phương pháp hiệu quả để ngăn chặn nó mà không can thiệp vào các cơ chế sửa chữa mô, ví dụ như sau khi tổn thương thần kinh.
Tác giả đầu tiên, Tiến sĩ Damiano Barone từ Khoa Khoa học thần kinh lâm sàng tại Đại học Cambridge cho biết: "Phản ứng của cơ thể nước ngoài hiện là một biến chứng không thể tránh khỏi của cấy ghép và là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây ra thất bại cấy ghép. Hiện tại, cách duy nhất chúng ta có để ngăn chặn nó là sử dụng các loại thuốc chống viêm phổ rộng như dexamethasone. Nhưng đây là những vấn đề - chúng có thể ngăn chặn sẹo, nhưng chúng cũng ngừng sửa chữa."
Trong một nghiên cứu được công bố hôm nay trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia (PNAS), các nhà khoa học đã cấy một thiết bị điện vào chuột để bù đắp tổn thương thần kinh tọa và so sánh phản ứng trong mô xung quanh với những con chuột không được cấy ghép. Cùng với việc sử dụng những con chuột bình thường, các nhà nghiên cứu đã sử dụng những con chuột có gen kiểm soát phản ứng viêm đã bị 'đánh bật', ngăn chặn phản ứng.
Điều này cho phép nhóm nghiên cứu xem phản ứng viêm của cơ thể tạo ra phản ứng cơ thể nước ngoài như thế nào và gen nào có liên quan. Đổi lại, điều này cho thấy một phân tử cụ thể được gọi là NLRP3 đóng một vai trò quan trọng.
Các nhà nghiên cứu sau đó đã thêm một phân tử nhỏ được gọi là MCC950 vào lớp phủ thiết bị và kiểm tra tác dụng của nó ở chuột. MCC950 trước đây đã được chứng minh là ức chế hoạt động của NLRP3. Họ phát hiện ra rằng điều này ngăn chặn phản ứng của cơ thể nước ngoài mà không ảnh hưởng đến tái tạo mô. Điều này trái ngược với điều trị dexamethasone, ngăn ngừa phản ứng của cơ thể nước ngoài nhưng cũng ngăn chặn tái tạo thần kinh.
Các chất ức chế NLRP3 đang được phát triển cho một số ứng dụng lâm sàng bao gồm bệnh viêm, ung thư, nhiễm trùng huyết, bệnh Alzheimer và bệnh Parkinson. Họ đã được thử nghiệm trong các thử nghiệm lâm sàng cho một số điều kiện nhất định.
Giáo sư Clare Bryant từ Khoa Y tại Đại học Cambridge cho biết: "Có rất nhiều sự phấn khích xung quanh loại thuốc chống viêm mới này. Một khi chúng đã trải qua các thử nghiệm lâm sàng và đã được chứng minh là an toàn để sử dụng, chúng ta nên ở một vị trí tốt để tích hợp chúng vào thế hệ tiếp theo của các thiết bị cấy ghép.
Kết hợp các loại thuốc này với các vật liệu khác nhau và lớp phủ mềm hơn cho các thiết bị có thể thay đổi cuộc sống của những người cần cấy ghép lâu dài để vượt qua khuyết tật hoặc bệnh tật nghiêm trọng. Đặc biệt, điều này có thể tạo ra sự khác biệt rất lớn đối với các chất gây mê thần kinh - chân tay giả kết nối với hệ thần kinh - nơi công nghệ tồn tại, nhưng sẹo vẫn chưa làm cho việc sử dụng rộng rãi của chúng trở nên khả thi.
Reference: Barone DG, et al. Prevention of the foreign body response to implantable medical devices by inflammasome inhibition. PNAS; 2022; doi: 10.1073/pnas.2115857119
March 15, 2022
