Un appareil contrôlé par smartphone pourrait délivrer des médicaments dans le cerveau
Une équipe de recherche internationale a conçu un appareil sans fil contrôlé par smartphone capable de délivrer des médicaments directement dans le cerveau. Il peut également stimuler les cellules cérébrales en utilisant la lumière. Jusqu'à présent, les scientifiques ont testé cet appareil sur des souris.
Dans un nouvel effort - dont les résultats ont été rapportés dans la revue Génie biomédical de la nature - des chercheurs des États-Unis et de la République de Corée se sont réunis pour concevoir un nouvel implant cérébral capable à la fois de stimuler les cellules cérébrales et de délivrer des médicaments directement au cerveau.
Le nouvel appareil, que les chercheurs appellent «sondes cérébrales optofluidiques sans fil», est facilement contrôlable à l'aide de la technologie des smartphones.
«Le dispositif neuronal sans fil permet une neuromodulation chimique et optique chronique qui n'a jamais été réalisée auparavant», explique l'auteur principal de l'étude Raza Qazi.
Qazi est affilié au Korea Advanced Institute of Science and Technology de Daejeon, en République de Corée, ainsi qu'à l'Université du Colorado à Boulder.
L'équipe a développé le nouvel outil dans l'espoir que les médecins pourront un jour l'utiliser pour en savoir plus sur les causes possibles de diverses affections qui affectent le cerveau. Celles-ci incluent la maladie de Parkinson, la maladie d'Alzheimer, la toxicomanie et la dépression clinique.
Pour le moment, cependant, les chercheurs ont testé et perfectionné leur appareil chez la souris.
Créer un «appareil révolutionnaire»
L'équipe souhaitait concevoir un appareil plus facile à utiliser et plus durable que les modèles de sondes existants. Les modèles existants ont tendance à s'appuyer sur des tubes métalliques rigides et des fibres optiques pour administrer des stimuli ou des médicaments au cerveau.
Les sondes à l'ancienne sont encombrantes et peuvent également provoquer des légions cérébrales en raison de leur rigidité. En outre, ils ne peuvent administrer qu'une quantité limitée de médicaments dans le cerveau.
Le nouvel appareil est cependant plus léger. Il utilise également de minuscules cartouches remplaçables contenant les médicaments. De cette façon, les scientifiques peuvent les retirer et les remplacer par des cartouches neuves remplies de médicament si nécessaire.
De plus, les sondes qu'il utilise sont très minces - pas plus épaisses qu'un cheveu humain, en fait. Il utilise également le Bluetooth Low Energy, que l'équipe peut contrôler à l'aide de la technologie des smartphones, pour libérer des médicaments dans le cerveau et stimuler certaines cellules cérébrales. Ces deux innovations permettent aux chercheurs d'utiliser l'appareil de manière plus sûre et pendant de plus longues périodes.
Non seulement cela, mais ils pourraient également mettre en place des modèles automatisés d’études animales dans lesquels ils pourraient manipuler le comportement des animaux en ciblant des cellules cérébrales particulières à l’aide de l’appareil sans fil.
L'auteur de l'étude, le professeur Michael Bruchas, met également l'accent sur le potentiel clinique de l'appareil en permettant aux chercheurs de développer de nouvelles thérapies pour la douleur, ainsi que pour les affections neurologiques et neuropsychiatriques.
«Cela nous permet de mieux disséquer la base du comportement du circuit neuronal et la façon dont des neuromodulateurs spécifiques du cerveau règlent le comportement de diverses manières», explique-t-il.
«Nous sommes également impatients d'utiliser l'appareil pour des études pharmacologiques complexes, ce qui pourrait nous aider à développer de nouvelles thérapies contre la douleur, la toxicomanie et les troubles émotionnels», ajoute le professeur Bruchas.
Pour le moment, l'équipe de recherche continuera à travailler sur cet appareil, dans l'espoir de l'appliquer à terme à des recherches cliniques ciblées.
«Cet appareil révolutionnaire est le fruit d'une conception électronique avancée et d'une puissante ingénierie à l'échelle micro et nanométrique.»
Co-auteur de l'étude, le professeur Jae-Woong Jeong
«Nous souhaitons développer davantage cette technologie pour fabriquer un implant cérébral pour des applications cliniques», déclare le professeur Jeong.
