Publicerad: 2015-05-11 09:18 | Uppdaterad: 2015-05-11 09:19

Jonpump ger kroppen egen smärtlindring

I en ny studie i tidskriften Science Advances presenterar forskare vid Karolinska Institutet och Linköpings universitet en liten jonpump i organisk elektronik som kan stoppa smärtimpulser hos levande, fritt rörliga råttor. Tekniken kan ge nytt hopp åt all de människor som lider av nervsmärtor för vilka man hittills inte hittat någon bot.

Forskarna liknar jonpumpen vid en pacemaker för smärtlindring och räknar med att den kan vara i kliniskt bruk inom fem till tio år. Men medan en pacemaker skickar ut elektriska impulser till hjärtat, skickar jonpumpen ut kroppens egen smärtlindring i form av laddade molekyler av en så kallad neurotransmittor exakt till den plats där de skadade nerverna får kontakt med ryggmärgen. Det innebär att i sin tur smärtimpulsen aldrig når hjärnan.

De material som används i organisk elektronik accepteras lätt av kroppen efter som de kommunicerar på samma sätt, med laddade joner. Den neurotransmittor som forskarna använt i den aktuella studien är gamma-amino-smörsyra (GABA) vars naturliga huvuduppgift är att hämma retningar i vårt centrala nervsystem. En elektrisk ström genom jonpumpen är allt som behövs för att neurotransmittorn GABA ska spridas som ett tunt moln in i ryggmärgens bakre delar. Hittils har smärtlindringen enligt forskarna inte haft några negativa bieffekter.

Forskningen kring jonpumpen är en del av OBOE centrum för organisk bioelektronik där tio forskargrupper från LiU, KI och Acreo Swedish ICT samarbetar sedan 2006. Forskningsledare vid Linköpings universitet har varit professor Magnus Berggren. Forskningsledare vid Karolinska Institutet har varit professor Bengt Linderoth. Forskningen har finansierats med anslag från bland annat VINNOVA, Vetenskapsrådet och Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.

Publikation

Therapy using implanted organic bioelectronics
Amanda Jonsson, Zhiyang Song, David Nilsson, Björn A. Meyerson, Daniel T. Simon, BengtLinderoth, Magnus Berggren
Science Advances, 8 May 2015, Vol. 1 no. 4 e1500039, DOI: 10.1126/sciadv.1500039

Tags

Smärtforskning Bioteknik Neurovetenskap
Webb Admin 2015-05-11
Publicerad: 2009-07-06 00:00 | Uppdaterad: 2015-09-07 15:47

Nytt steg mot artificiell nervcell

Forskare vid Karolinska Institutet och Linköpings universitet är på väg att skapa den första artificiella nervcellen som kan kommunicera specifikt med kroppens nervceller via frisättning av signalsubstanser. Tekniken presenteras i en artikel i Nature Materials.

De metoder som idag används för att stimulera nervsignaler i nervsystemet bygger på elektrisk stimulering. Ett exempel är Cochlear-implantatet som opereras in i snäckan i innerörat, samt elektroder som används direkt i hjärnan. Ett problem med dessa är att alla celltyper som finns i området runt elektroden aktiveras, vilket medför oönskade effekter.

Med hjälp av elektriskt ledande plastmaterial har forskarna nu skapat en ny sorts "leveranselektrod" som istället frisätter de signalsubstanser som hjärnans celler naturligt använder för att kommunicera. Detta har fördelen att endast närliggande nervceller som är mottagliga för den specifika substansen, det vill säga de som har receptorn för ämnet ifråga, kommer att aktiveras.

Forskarna demonstrerar i artikeln i Nature Materials att leveranselektroden kan användas för att reglera hjärnans hörselfunktion i marsvin.

Signalsystem som felar

– Att kunna leverera exakta doser av signalsubstanser öppnar helt nya möjligheter att i framtiden korrigera de signalsystem som felar vid en mängd olika neurologiska sjukdomstillstånd, säger professor Agneta Richter-Dahlfors som har lett arbetet tillsammans med professor Barbara Canlon.

Forskarna ämnar utveckla projektet vidare mot en liten, implanterbar, enhet som skall kunna programmeras så att frisättningen av signalsubstanserna sker så ofta eller så sällan som krävs för att behandla den enskilda patienten. De pågående forskningsprojekten är inriktade på hörselfunktionerna, epilepsi, samt Parkinsons sjukdom.

Forskningen genomförs i samarbete mellan professor Agneta Richter-Dahlfors och professor Barbara Canlons forskargrupper vid Karolinska Institutet samt professor Magnus Berggrens forskargrupp vid Linköpings universitet inom ramen för det SSF-finansierade Center of Excellence i Organisk Bioelektronik, OBOE, vilket leds av Magnus Berggren och Agneta Richter-Dahlfors.

Publikation

Organic electronics for precise delivery of neurotransmitters to modulate mammalian sensory function.
Simon D, Kurup S, Larsson K, Hori R, Tybrandt K, Goiny M, et al
Nat Mater 2009 Sep;8(9):742-6

Subscribe to Bioteknik