Nach dem Einsetzen von Hirnimplantaten können Bakterien ins Gehirn gelangen

Hirnimplantate gelten als vielversprechende Möglichkeit, Patienten mit Lähmungen, Epilepsie und anderen neurologischen Störungen zu helfen. Ein US-amerikanisches Forscherteam hat nun jedoch herausgefunden, dass durch den Eingriff Bakterien in das Gehirn eindringen können, was zu Entzündungen beitragen und die langfristige Wirksamkeit des Geräts verringern kann.

Die Forschenden um Jeff Capadona, Professor für Biomedizinische Technik an der Case Western Reserve University in Cleveland, USA, hatten die Gehirnn von Mausmodellen untersucht, denen Mikroelektroden implantiert worden waren. Zu ihrer Überraschung fanden sie dort Darmbakterien und vermuten, dass eine durch die Implantation des Geräts verursachte Schädigung der Blut-Hirn-Schranke das Eindringen von Mikroben ermöglichen könnte.

„Dies ist eine paradigmenverändernde Erkenntnis“, sagte George Hoeferlin, der Hauptautor der Studie, der als Doktorand in Capadonas Labor tätig war. „Jahrzehntelang hat man sich auf die Immunreaktion des Körpers auf diese Implantate konzentriert, aber unsere Forschung zeigt nun, dass auch Bakterien – einige davon aus dem Darm – bei den Entzündungen eine Rolle spielen, die diese Geräte umgeben.“

In der Studie wiesen Mausmodelle, die mit Antibiotika behandelt wurden, eine geringere bakterielle Kontamination auf, und die Leistung der implantierten Geräte verbesserte sich. Eine längere Einnahme von Antibiotika erwies sich allerdings als nachteilig.

Die Auswirkungen der Entdeckung gehen den Forschenden zufolge über das Versagen der Geräte hinaus. Einige der im Gehirn gefundenen Bakterien werden mit neurologischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, darunter Alzheimer, Parkinson und Schlaganfall.

„Wenn wir diese Folge der Implantation nicht erkennen oder angehen, könnten wir mehr Schaden anrichten, als wir beheben“, erklärte Capadona. „Dieser Befund unterstreicht die dringende Notwendigkeit, eine dauerhafte Strategie zur Verhinderung der bakteriellen Invasion durch implantierte Geräte zu entwickeln, anstatt die Entzündung nur nachträglich zu behandeln. Je mehr wir über diesen Prozess wissen, desto besser können wir Implantate entwickeln, die sicher und effektiv funktionieren.

Capadona will seine Forschung nun ausweiten, um Bakterien in anderen Arten von Hirnimplantaten zu untersuchen, beispielsweise in ventrikulären Shunts, die zur Behandlung des Hydrocephalus verwendet werden.

Das Team untersuchte auch einen Menschen, dem ein Hirnimplantat eingesetzt worden war, und fand ähnliche Ergebnisse. Dies unterstreiche, dass die bakterielle Invasion nicht nur ein Laborphänomen, sondern ein klinisch relevantes Problem ist sei, erklärten die Forschenden.