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Una nuova cura per le disfunzioni della vescica: la stimolazione luminosa dei nervi

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A soft, fully wireless bioelectronic device for automated closed-loop optogenetic neuromodulation of bladder function. Credit: Sang Min Won (sangwon2@illinois.ed)

Un sistema bio-optoelettronico che controlla l’attività del nervo attraverso la stimolazione elettrica e l’immissione di luce può ripristinare la funzione della vescica nei ratti. Questo risultato è stato recentemente presentato in un articolo pubblicato sulla rivista Nature.

Con ulteriori sviluppi e test, questo sistema potrebbe rappresentare un nuovo approccio per il trattamento di malattie e disfunzioni d’organo.

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La luce che controlla le cellule

La medicina bioelettronica utilizza sistemi ingegnerizzati che stimolano il sistema nervoso per alleviare i sintomi clinici di una malattia. Questi sistemi possono anche incorporare tecniche optogenetiche, che usano la luce per controllare le cellule viventi, di solito le cellule nervose.

Tuttavia, gli attuali sistemi bioelettronici mancano della specificità richiesta per colpire organi particolari, portando potenzialmente allo sviluppo di effetti collaterali indesiderati.

Un sistema bio-optoelettronico per far funzionare la vescica

John Rogers, Robert Gereau e colleghi hanno sviluppato un sistema bio-optoelettronico miniaturizzato, che hanno impiantato in femmine di ratto con disfunzione vescicale indotta da farmaci. L’impianto consisteva in un sistema a ciclo chiuso (autoregolante) con diverse parti interconnesse: un sensore che monitora la pienezza della vescica; una coppia di LED a microscala che forniscono luce alla vescica per il controllo optogenetico; un’unità wireless per fornire energia al sistema; un dispositivo di monitoraggio dei dati. Il dispositivo è stato ben tollerato dai ratti, senza infiammazioni significative o cambiamenti di peso o di movimento osservati sette giorni dopo l’impianto.

Un sistema integrato

Il sistema è stato in grado di identificare automaticamente i pattern patologici della minzione in tempo reale e come risposta indurre i LED a stimolare optogeneticamente specifici dei nervi della vescica.

Con questo sistema innovativo è stata così ripristinata la normale funzione della vescica di ratto. Sebbene siano necessari ulteriori test e uno scaling appropriato per estendere questo sistema agli esseri umani, gli autori affermano che i principi della tecnologia potrebbero avere una vasta gamma di applicazioni biologiche.

 

 

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