Cum ar putea ajuta ultrasunetele să reducă Parkinson
Există două obstacole majore în dezvoltarea unor medicamente eficiente pentru Alzheimer, Parkinson și alte boli care distrug creierul. Prima este depășirea barierei hematoencefalice, iar a doua este livrarea medicamentului într-o locație precisă și asigurarea faptului că nu se răspândește în restul creierului.
Acum, o nouă abordare care utilizează fascicule cu ultrasunete și microbule ar putea fi o modalitate neinvazivă de a livra medicamente în siguranță în locații precise din creier.
Tehnica se numește ultrasunete focalizată (FUS) și promite să deschidă ușa către mii de medicamente care ar putea trata o serie de afecțiuni ale creierului dacă ar putea traversa bariera hematoencefalică.
Oamenii de știință de la Universitatea Columbia din orașul New York, care au dezvoltat dispozitivul FUS, au demonstrat acum că a contribuit la reducerea progresului precoce al bolii Parkinson și la îmbunătățirea funcției creierului la șoareci.
Acestea descriu rezultatele într-un articol recent Jurnalul de lansare controlată lucrare de studiu.
Tehnica FUS deschide temporar bariera hematoencefalică într-o anumită parte a creierului pentru a permite medicamentelor să ajungă doar la acea parte.
Deschiderea barierei hematoencefalice
Bariera hematoencefalică este o caracteristică complexă a vaselor de sânge care hrănesc creierul și restul sistemului nervos central.
Bariera previne trecerea agenților patogeni și a substanțelor potențial dăunătoare din sânge în parenchimul sau țesutul funcțional al creierului.
Tehnica FUS radiază impulsuri cu ultrasunete prin craniu până la o locație precisă în creier. Când impulsurile întâlnesc microbule pe care oamenii de știință le-au injectat în sânge, acestea determină oscilarea microbulelor între pereții micilor vase de sânge.
Microbulele oscilante determină o creștere reversibilă a permeabilității barierei hematoencefalice în acea locație.
Când fasciculele FUS se opresc, microbulele nu mai oscilează, iar accesul temporar prin bariera hematoencefalică se închide.
FUS trimite gene și proteine în creier
Pentru studiul recent, echipa sa concentrat asupra bolii Parkinson. Au arătat că pot folosi FUS pentru a furniza gene și proteine care modifică creierul prin bariera hematoencefalică.
Odată ce au trecut bariera, genele și proteinele au restaurat parțial căile de eliberare a dopaminei din creier. Pierderea capacității de a face dopamină - un mesager chimic important pentru controlul mișcării - este o caracteristică timpurie a bolii Parkinson.
Cercetătorii au observat, de asemenea, reduceri ale unora dintre simptomele comportamentale ale bolii Parkinson la șoareci.
„Am descoperit îmbunătățiri neuronale atât comportamentale, cât și anatomice în creier”, spune Elisa Konofagou, unul dintre autorii studiului seniori, care este profesor de inginerie biomedicală și, de asemenea, de radiologie.
Prof. Konofagou spune că ea și echipa ei sunt primii care folosesc medicamentele disponibile pentru a restabili o cale de eliberare a dopaminei în boala Parkinson timpurie.
Administrația pentru alimente și medicamente (FDA) din Statele Unite tocmai le-a acordat cercetătorilor o scutire de dispozitiv de investigație, astfel încât să poată testa testul de siguranță ca o modalitate de a livra medicamente la persoanele cu boala Alzheimer.
Sistem portabil pentru tratamente la domiciliu
Echipa prof. Konofagou este singurul grup din SUA care a obținut aprobarea de la FDA pentru încercarea de deschidere a barierei hematoencefalice cu ajutorul ultrasunetelor. Alții care lucrează în acest domeniu folosesc nanoparticule pentru a deschide bariera hematoencefalică sau RMN pentru ghidarea procedurii.
Dispozitivul FUS dezvoltat de prof. Konofagou și echipa ei este mai mic, mai rapid și mai ieftin. Folosește un traductor cu un singur element în loc de o cască care conține peste 1.000 de elemente. De asemenea, „sistemul său de neuronavigație” nu necesită RMN. Echipa îl compară cu cel pe care îl utilizează neurochirurgii, cu excepția faptului că folosește un traductor cu ultrasunete în locul unui instrument chirurgical.
Echipa are în vedere un sistem FUS portabil, pe care medicii îl pot intra cu ușurință și ieși din camerele pacienților dintr-un spital și chiar într-o zi, chiar și în casă. În plus, timpul de tratament durează doar aproximativ o jumătate de oră în loc de cele 3 sau 4 ore necesare pentru o procedură ghidată prin RMN.
După procesul efectuat la persoanele cu Alzheimer, prof. Konofagou intenționează să testeze dispozitivul la persoanele cu boala Parkinson.
Am fost capabili de a reduce progresia rapida a neurodegenerarii in timp ce imbunatatirea functiei neuronale. Ne așteptăm ca studiul nostru să deschidă noi căi terapeutice pentru tratamentul precoce al bolilor sistemului nervos central. ”
Prof. Elisa Konofagou
