8 | FORSKNING / RESEARCH | NR. 2·2017 Dopaminfabrik i hjernen vil kunne hjælpe epileptikere LIFE SCIENCE Ved at implantere dopamin-producerende celler i hjernen vil det (måske) blive muligt for patienter selv at regulere deres dopamin-niveau. SIDEGEVINSTER Brain dopamine factory LIFE SCIENCE Parkinson’s disease and epilepsy affect thousands of Europeans each year, placing a heavy burden on healthcare finances and significantly reducing patient quality of life. With support from the EU, a new, largescale research project with researchers and experts from five European countries aims to address the problem. Patients suffering from diseases such as Parkinson’s disease and epilepsy can benefit from medicating with dopamine and other neurotransmitters— i.e. substances which transmit nerve impulses in the brain. By implanting dopamine-producing cells in the brain, the brain can supply itself with medicine. This is the idea behind a major international project headed by DTU Nanotech. The fact that DTU Nanotech has been chosen to head up the project is in no small part due to researchers at DTU being global leaders in creating new materials and equipment that can control cell production of dopamine. Cells are grown on a stand of an optical fibre of coal, which produces dopamine when illuminated— Jenny Emnéus vil hjælpe bl.a. epileptikere med dopaminproduktionen. Jenny Emnéus wants to help epileptics produce dopamine. offering the potential to control dopamine production. Together with the cells, the optics and control electronics are operated into the brain of the patient. “Imagine you have Parkinson’s disease and you’re feeling a bit off colour due to a dopamine deficiency in the brain—simply take your smartphone and click a couple of times.“ Af Tom Nervil Parkinson og epilepsi rammer tusindvis af europæere hvert år med store omkostninger for både økonomi og livskvalitet til følge. Med støtte fra EU vil et nyt, storstilet forskningsprojekt med forskere og eksperter fra fem europæiske lande forsøge at gøre noget ved det. Patienter med sygdomme som Parkinsons og epilepsi kan have positiv effekt af medicinering med dopamin og andre neurotransmittere, altså stoffer som overfører nerveimpulser i hjernen. Ved at implantere celler i hjernen, som producerer dopamin, kan hjernen forsyne sig selv med medicin. Det er tanken bag et storstilet internationalt projekt, som DTU Nanotech skal lede. Når DTU Nanotech er sat i spidsen for projektet, skyldes det blandt andet, at forskerne ved DTU er ledende i verden med hensyn til at skabe nye materialer og udstyr, som kan bruges for at styre cellers mulighed for at producere dopamin. Cellerne dyrkes på et stativ af en optisk fiber af kul, og de producerer dopamin, når de bliver belyst. Heri ligger muligheden for at styre dopamin-produktionen. Sammen med cellerne skal optik og styringselektronik operereres ind i hjernen på patienten. Med et klik på mobilen „Forestil dig, at du har Parkinson og mærker, at du er lidt sløj, fordi der er underskud af dopamin i hjernen, så tager du din mobil – eller et andet smart device – op af lommen og klikker et par gange. Der sendes et signal til en elektrode i din hjerne, hvorved dopaminproducerende celler sættes til at udløse en ekstra dosis,“ forklarer Jenny Emnéus, der er professor ved DTU Nanotech. Det er visionen for det store Marie Skoldowska Curie ITN-projekt, hun skal lede og koordinere de næste fire år. Projektet kan – hvis det lykkes – blive et gennembrud for behandlingsformer, som ikke findes i dag. Dermed kan det revolutionere livskvaliteten hos de berørte patienter og deres omgivelser. „Det har selvfølgelig lange udsigter, men vi er kommet langt med mange af de enkeltelementer, der skal til for at få det til at lykkes,“ understreger Jenny Emnéus. „Vi kan 3D-printe de cellestrukturer, der skal til. Vi kan fremstille de optoelektriske fibre, der skal omslutte de dopaminproducerende celler. Den optogenetiske teknik findes hos vores svenske partner, så vi ved hjælp af laserlys kan signalere til bestemte genkoder i cellerne og starte produktionen. Nye neuroteknologier er på vej, men der er stadig masser af udfordringer for at få det hele til at gå op,“ siger Jenny Emneus. Projektet er samtidig et program, som træner 15 nye ph.d.-studerende i at udvikle og optimere de delelementer, som indgår i den samlede løsning. Porøse 3D-'stillads'-teknologier, der tillader blodgennemstrømning, optoelektriske bølgeledere og 3D lab-on-a-chip-teknologi til andre anvendelsesområder. Indblik i fremstilling af genmodifierede stamceller og materialer og strukturer til differentiering af stamceller. Trådløst udstyr, implantatteknologi og indsigt i det prækliniske felt inden for andre anvendelsesområder. Nye projekter og fortsat samarbejde om grænsefladerne til nye Training4CRM teknologier. Kliniske studier af trådløs PROJEKTETS FORVENTEDE RESULTATER styring af implantater. 2017 2018 2019 2020 2021 Efter projektets afslutning. 2031 Teknologier, der vedrører blodgennemstrømningen, bl.a. celletransporterende 'stilladser', drug delivery systems, optoelektriske bølgeledere og 3D lab-on-a-chip systemer. Genmodificerede humane stamceller. Trådløs elektronik klar til at tage kontrol over optoelektriske bølgeledere. Optoelektriske bølgeledere, der kan levere lysstimulerbare celler til specifikke områder i hjernen. 15 højtuddannede tværfaglige, dygtige og motiverede ph.d.er klar til verden. Prækliniske forsøg med celletransporterende 'stilladser' og optoelektriske bølgeledere i dyr. HOVEDRESULTATER
dtuavisen1702
To see the actual publication please follow the link above