Kako lahko ultrazvok pomaga pri zajezitvi Parkinsonove bolezni
Obstajata dva glavna ovira pri razvoju učinkovitih zdravil za Alzheimerjevo, Parkinsonovo in druge bolezni, ki uničujejo možgane. Prvi je premagovanje krvno-možganske pregrade, drugi pa dostava zdravila na točno določeno mesto in zagotovitev, da se ne širi na preostale možgane.
Zdaj bi lahko nov pristop, ki uporablja ultrazvočne žarke in mikro mehurčke, neinvaziven način varne dostave zdravil na natančna mesta v možganih.
Tehnika se imenuje usmerjeni ultrazvok (FUS) in obljublja, da bo odprla vrata tisočim zdravilom, ki bi lahko zdravila vrsto možganskih stanj, če bi lahko prestopila krvno-možgansko pregrado.
Znanstveniki z univerze Columbia v New Yorku, ki so razvili napravo FUS, so zdaj pokazali, da je pomagala zajeziti zgodnje napredovanje Parkinsonove bolezni in izboljšati delovanje možganov pri miših.
Rezultate opisujejo v nedavnem Časopis z nadzorovanim sproščanjem študijski prispevek.
Tehnika FUS začasno odpre krvno-možgansko pregrado v določenem delu možganov, da lahko zdravila dosežejo prav ta del.
Odpiranje krvno-možganske pregrade
Krvno-možganska pregrada je zapletena značilnost krvnih žil, ki hranijo možgane in preostali del centralnega živčnega sistema.
Pregrada preprečuje prehod patogenov in potencialno škodljivih snovi iz krvnega obtoka v parenhim ali funkcionalno tkivo možganov.
Tehnika FUS oddaja ultrazvočne impulze skozi lobanjo na točno določeno mesto v možganih. Ko se impulzi srečajo z mikro mehurčki, ki so jih znanstveniki vbrizgali v krvni obtok, povzročijo, da mikro mehurčki nihajo med stenami drobnih krvnih žil.
Nihajoči mikro mehurčki povzročijo reverzibilno povečanje prepustnosti krvno-možganske pregrade na tem mestu.
Ko se žarki FUS ustavijo, mikro mehurčki prenehajo nihati in začasni dostop skozi krvno-možgansko pregrado se zapre.
FUS pošilja gene in beljakovine v možgane
V nedavni študiji se je ekipa osredotočila na Parkinsonovo bolezen. Pokazali so, da lahko uporabljajo FUS za dostavo genov in beljakovin, ki spreminjajo možgane, skozi krvno-možgansko pregrado.
Ko so prešli pregrado, so geni in proteini delno obnovili poti sproščanja dopamina v možganih. Izguba sposobnosti tvorjenja dopamina - kemičnega selnika, ki je pomemben za nadzor gibanja - je zgodnja značilnost Parkinsonove bolezni.
Raziskovalci so opazili tudi zmanjšanje nekaterih vedenjskih simptomov Parkinsonove bolezni pri miših.
"V možganih smo ugotovili vedenjske in anatomske nevronske izboljšave," pravi Elisa Konofagou, ena starejših avtoric študije, ki je profesorica biomedicinskega inženirstva in tudi radiologije.
Profesor Konofagou pravi, da je s svojo ekipo prva, ki je uporabila razpoložljiva zdravila za obnovo poti sproščanja dopamina v zgodnji Parkinsonovi bolezni.
Uprava za prehrano in zdravila (FDA) v ZDA je raziskovalcem pravkar podelila izjemo za preiskovalne pripomočke, da jo lahko preskusijo kot način dostave zdravil ljudem z Alzheimerjevo boleznijo.
Prenosni sistem za domače tretmaje
Ekipa prof. Konofagouja je edina skupina v ZDA, ki jo je FDA odobrila za poskusno odpiranje krvno-možganske pregrade z ultrazvokom. Drugi, ki delajo na tem področju, z nanodelci odpirajo krvno-možgansko pregrado ali MRI za vodenje postopka.
Naprava FUS, ki sta jo razvili profesorica Konofagou in njena ekipa, je manjša, hitrejša in cenejša. Namesto čelade, ki vsebuje več kot 1000 elementov, uporablja pretvornik z enim elementom. Tudi njegov "nevronavigacijski sistem" ne zahteva MRI. Skupina ga primerja s tistim, ki ga uporabljajo nevrokirurgi, le da namesto kirurškega instrumenta uporablja ultrazvočni pretvornik.
Skupina predvideva prenosni sistem FUS, s katerim lahko zdravniki enostavno vozijo in izstopijo iz bolniških prostorov v bolnišnici in nekega dne celo v domovih in iz njih. Poleg tega čas zdravljenja traja le približno pol ure namesto 3 ali 4 ur, potrebnih za postopek z magnetno resonanco.
Po poskusu pri ljudeh z Alzheimerjevo boleznijo prof. Konofagou načrtuje testiranje naprave pri ljudeh s Parkinsonovo boleznijo.
»Uspeli smo zajeziti hitro napredovanje nevrodegeneracije in hkrati izboljšati nevronsko funkcijo. Pričakujemo, da bo naša študija odprla nove terapevtske poti za zgodnje zdravljenje bolezni osrednjega živčevja. "
Prof. Elisa Konofagou
