Ako môže ultrazvuk pomôcť obmedziť Parkinsonovu chorobu
Existujú dva hlavné kamene úrazu pri vývoji účinných liekov proti Alzheimerovej chorobe, Parkinsonovej chorobe a iným chorobám, ktoré ničia mozog. Prvý prekonáva hematoencefalickú bariéru a druhý dodáva drogu na presné miesto a zaisťuje, aby sa nerozšírila do zvyšku mozgu.
Nový prístup, ktorý využíva ultrazvukové lúče a mikrobubliny, by teraz mohol byť neinvazívnym spôsobom, ako bezpečne dopraviť lieky na presné miesta v mozgu.
Táto technika sa nazýva zameraný ultrazvuk (FUS) a sľubuje, že otvorí dvere tisícom liekov, ktoré by mohli prekonať hematoencefalickú bariéru a liečiť rôzne mozgové stavy.
Vedci z Kolumbijskej univerzity v New Yorku, ktorí vyvinuli zariadenie FUS, teraz preukázali, že pomohli obmedziť skorý vývoj Parkinsonovej choroby a zlepšili funkciu mozgu u myší.
Opisujú výsledky v nedávnej dobe Vestník riadeného uvoľňovania študijný príspevok.
Technika FUS dočasne otvára hematoencefalickú bariéru v konkrétnej časti mozgu, aby umožnila liekom dostať sa len do tejto časti.
Otváranie hematoencefalickej bariéry
Krvno-mozgová bariéra je komplexná vlastnosť krvných ciev, ktoré napájajú mozog a zvyšok centrálneho nervového systému.
Bariéra bráni prenosu patogénov a potenciálne škodlivých látok z krvi do parenchýmu alebo funkčného tkaniva mozgu.
Technika FUS prenáša ultrazvukové impulzy cez lebku na presné miesto v mozgu. Keď sa impulzy stretnú s mikrobublinami, ktoré vedci vpichli do krvi, spôsobia ich osciláciu medzi stenami drobných krvných ciev.
Oscilujúce mikrobubliny spôsobujú reverzibilné zvýšenie permeability hematoencefalickej bariéry v danom mieste.
Keď sa lúče FUS zastavia, mikrobubliny prestanú kmitať a dočasný prístup cez hematoencefalickú bariéru sa uzavrie.
FUS vysiela gény a proteíny do mozgu
Pre nedávnu štúdiu sa tím zameral na Parkinsonovu chorobu. Ukázali, že môžu pomocou FUS dodávať gény a proteíny pozmeňujúce mozog cez hematoencefalickú bariéru.
Po prekonaní bariéry gény a proteíny čiastočne obnovili dráhy uvoľňujúce dopamín v mozgu. Strata schopnosti vytvárať dopamín - chemický posol, ktorý je dôležitý pre kontrolu pohybu - je skorým znakom Parkinsonovej choroby.
Vedci tiež zaznamenali zníženie niektorých behaviorálnych symptómov Parkinsonovej choroby u myší.
"Našli sme behaviorálne aj anatomické neuronálne zlepšenia v mozgu," hovorí Elisa Konofagou, jedna z vedúcich autoriek štúdie, ktorá je profesorkou biomedicínskeho inžinierstva a tiež rádiológie.
Prof. Konofagou hovorí, že ona a jej tím ako prví užívajú dostupné lieky na obnovenie dráhy uvoľňovania dopamínu pri včasnej Parkinsonovej chorobe.
Úrad pre kontrolu potravín a liečiv (FDA) v USA práve udelil výskumníkom výnimku pre vyšetrovacie prístroje, aby ju mohli testovať na bezpečnosť ako spôsob podávania liekov ľuďom s Alzheimerovou chorobou.
Prenosný systém pre domáce ošetrenie
Tím profesora Konofagoua je jedinou skupinou v USA, ktorá získala súhlas FDA na pokus o otvorenie hematoencefalickej bariéry pomocou ultrazvuku. Ostatní, ktorí v tejto oblasti pracujú, používajú na vedenie zákroku nanočastice na otvorenie hematoencefalickej bariéry alebo MRI.
Zariadenie FUS, ktoré prof. Konofagou a jej tím vyvinuli, je menšie, rýchlejšie a lacnejšie. Používa jednoprvkový menič namiesto prilby s viac ako 1 000 prvkami. Jeho „neuronavigačný systém“ tiež nevyžaduje MRI. Tím ho prirovnáva k tomu, ktorý používajú neurochirurgovia, okrem toho, že namiesto chirurgického nástroja používa ultrazvukový menič.
Tím predpokladá prenosný systém FUS, pomocou ktorého môžu lekári ľahko prechádzať do a z izieb pacientov v nemocnici a jedného dňa dokonca aj v domovoch a z domovov. Okrem toho doba liečby trvá iba asi pol hodiny namiesto 3 alebo 4 hodín potrebných na zákrok vedený pomocou MRI.
Po skúške s ľuďmi s Alzheimerovou chorobou plánuje profesor Konofagou testovať prístroj u ľudí s Parkinsonovou chorobou.
"Dokázali sme obmedziť rýchly progres neurodegenerácie a zároveň vylepšiť neuronálnu funkciu." Očakávame, že naša štúdia otvorí nové terapeutické možnosti včasnej liečby chorôb centrálneho nervového systému. “
Elisa Konofagou
