Jak může ultrazvuk pomoci omezit Parkinsonovu chorobu
Existují dva hlavní kameny úrazu při vývoji účinných léků na Alzheimerovu, Parkinsonovu a další nemoci, které ničí mozek. Prvním je překonání hematoencefalické bariéry a druhým je dopravení léku na přesné místo a zajištění toho, že se nešíří do zbytku mozku.
Nový přístup, který využívá ultrazvukové paprsky a mikrobubliny, by nyní mohl být neinvazivním způsobem, jak bezpečně dodávat léky na přesná místa v mozku.
Tato technika se nazývá zaměřený ultrazvuk (FUS) a slibuje, že otevře dveře tisícům léků, které by mohly léčit řadu mozkových stavů, pokud by mohly překročit hematoencefalickou bariéru.
Vědci na Kolumbijské univerzitě ve městě New York, kteří vyvinuli zařízení FUS, nyní prokázali, že pomohl omezit časný průběh Parkinsonovy choroby a zlepšit funkci mozku u myší.
Popisují výsledky v nedávné době Journal of Controlled Release studijní práce.
Technika FUS dočasně otevírá hematoencefalickou bariéru v určité části mozku, aby umožnila lékům dosáhnout právě této části.
Otevření hematoencefalické bariéry
Hematoencefalická bariéra je složitým rysem krevních cév, které zásobují mozek a zbytek centrálního nervového systému.
Bariéra zabraňuje přechodu patogenů a potenciálně škodlivých látek z krevního řečiště do parenchymu nebo funkční tkáně mozku.
Technika FUS přenáší ultrazvukové pulsy lebkou na přesné místo v mozku. Když se impulsy setkají s mikrobublinami, které vědci vstříkli do krevního řečiště, způsobí, že mikrobubliny oscilují mezi stěnami drobných krevních cév.
Oscilační mikrobubliny způsobují reverzibilní zvýšení propustnosti hematoencefalické bariéry v tomto místě.
Když se paprsky FUS zastaví, mikrobubliny přestanou kmitat a dočasný přístup přes hematoencefalickou bariéru se uzavře.
FUS posílá geny a proteiny do mozku
V nedávné studii se tým zaměřil na Parkinsonovu chorobu. Ukázali, že mohou pomocí FUS dodávat geny a proteiny měnící mozek přes hematoencefalickou bariéru.
Jakmile geny a proteiny překročily bariéru, částečně obnovily v mozku dráhy uvolňující dopamin. Ztráta schopnosti vytvářet dopamin - chemický posel, který je důležitý pro řízení pohybu - je časným rysem Parkinsonovy choroby.
Vědci také zaznamenali snížení některých behaviorálních příznaků Parkinsonovy choroby u myší.
"Zjistili jsme jak behaviorální, tak anatomické zlepšení neuronů v mozku," říká Elisa Konofagou, jedna z vedoucích autorek studie, která je profesorkou biomedicínského inženýrství a také radiologie.
Prof. Konofagou říká, že ona a její tým jako první používají dostupné léky k obnovení cesty uvolňující dopamin u časné Parkinsonovy nemoci.
Úřad pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) ve Spojených státech právě udělil výzkumným pracovníkům výjimku pro vyšetřovací zařízení, aby ji mohli testovat na bezpečnost jako způsob, jak dodávat léky lidem s Alzheimerovou chorobou.
Přenosný systém pro domácí ošetření
Tým profesora Konofagoua je jedinou skupinou v USA, která získala souhlas FDA k pokusu o otevření hematoencefalické bariéry pomocí ultrazvuku. Jiní, kteří v této oblasti pracují, používají nanočástice k otevření hematoencefalické bariéry nebo MRI pro vedení postupu.
Zařízení FUS, které prof. Konofagou a její tým vyvinuli, je menší, rychlejší a levnější. Používá jednočlenný měnič namísto pouzdra přilby přes 1 000 prvků. Jeho „neuronavigační systém“ také nevyžaduje MRI. Tým jej přirovnává k tomu, který používají neurochirurgové, kromě toho, že místo chirurgického nástroje používá ultrazvukový měnič.
Tým předpokládá přenosný systém FUS, který lékaři mohou snadno projíždět a vyjíždět z pokojů pacientů v nemocnici a jednoho dne dokonce i do a z jejich domovů. Kromě toho doba léčby trvá pouze asi půl hodiny namísto 3 nebo 4 hodin nezbytných pro postup vedený pomocí MRI.
Po pokusu s lidmi s Alzheimerovou chorobou plánuje profesor Konofagou otestovat zařízení u lidí s Parkinsonovou chorobou.
"Dokázali jsme omezit rychlý postup neurodegenerace a zároveň zlepšit neuronální funkci." Očekáváme, že naše studie otevře nové terapeutické možnosti pro včasnou léčbu onemocnění centrálního nervového systému. “
Prof.Elisa Konofagou
