Jonpump ger kroppen egen smärtlindring
En liten jonpump i organisk elektronik ger nytt hopp för de människor som lider av svåra nervsmärtor. Forskare vid Linköpings universitet och Karolinska Institutet är först i världen med teknik som kan stoppa smärtimpulser hos levande, fritt rörliga råttor.
Resultaten av tio års forskning publiceras nu i Science Advances.
Om fem-tio år kan den finnas i kliniskt bruk, den lilla jonpumpen som pumpar in kroppens egen smärtlindring i exakt rätt dos och på exakt det ställe där smärtsignalen når ryggmärgen för vidare befordran upp till hjärnan. Jonpumpen ger i första hand hopp för de sju procent av världens befolkning som lider av nervsmärtor och för vilka man hittills inte hittat någon annan bot. Men jonpumpen skulle även kunna användas för att tillföra terapeutiska substanser, förutom i ryggmärgen även i hjärnan och andra delar av kroppen.
– Jonpumpen kan liknas vid en pacemaker, fast för smärtlindring, säger professor Magnus Berggren, ansvarig för forskningen som bedrivits av forskaren Daniel Simon och doktoranden Amanda Jonsson, vid Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet, Campus Norrköping, i samarbete med dr Zhiyang Song vid Institutionen för klinisk neurovetenskap, Karolinska Institutet, där professor Bengt Linderoth är ansvarig för projektet.
Medan en pacemaker skickar ut elektriska impulser till hjärtat skickar jonpumpen ut kroppens egen smärtlindring, laddade molekyler av en så kallad neurotransmittor, exakt till den plats där de skadade nerverna får kontakt med ryggmärgen. Det innebär att smärtimpulsen aldrig når hjärnan. I det här fallet handlar det om neurotransmittorn gamma-amino-smörsyra, GABA, vars naturliga huvuduppgift är att hämma retningar i vårt centrala nervsystem.
Det tekniska genombrott artikeln i Science Advances beskriver är att forskarna konstruerat den lilla jonpumpen i organisk elektronik och att den har använts för att blockera smärtimpulser på levande och fritt rörliga råttor. Med jonpumpens hjälp kan positivt laddade joner doseras på fyra olika ställen, avpassade efter avståndet mellan de platser där nervändarna når ryggmärgen. En elektrisk ström genom jonpumpen är allt som behövs för att neurotransmittorn GABA ska spridas som ett tunt moln in i ryggmärgens bakre delar. Smärtlindringen har hittills inte haft några negativa bieffekter.
– Det unika här är att vi använder organisk elektronik för att skicka kroppsegna kemiska signaler. Där organiska materialen accepteras lätt av kroppen eftersom de kommunicerar på samma vis – med laddade joner, säger Daniel Simon, som också var den som presenterade de första resultaten där en jonpump i plastelektronik kunde styra cellfunktioner hos levade djur, publicerat i Nature Materials 2009.
Djurförsök är strikt reglerade och har här utförts av forskare vid Karolinska Institutet. Regelverket för den här typen av medicinska framsteg innebär att djurförsök ännu så länge är ett måste om tekniken i framtiden ska kunna testas på människor.
– Att vi skulle visa positiva effekter på en levande varelse var ett av målen för OBOE när vi startade för snart tio år sedan, säger Magnus Berggren.
FAKTA
Forskningen kring jonpumpen är en del av OBOE centrum för organisk bioelektronik där tio forskargrupper från Linkäpings universitet, Karolinska Institutet och Acreo Swedish ICT samarbetar sedan 2006. OBOE finansierades tidigare av SSF och numera av VINNOVA.
I Science Advances, en ny systertidskrift till ansedda Science, publiceras alla artiklar med öppen access.
Kontaktinformation
Daniel Simon, daniel.simon@liu.se +46 11 36 34 76. Amanda Jonsson, amanda.jonsson@liu.se +46 11 36 30 69. Magnus Berggren magnus.berggren@liu.se, +46 11 36 36 37. Bengt Linderoth, bengt.linderoth@ki.se +46 707 324 999
