Kuinka ultraääni voi auttaa hillitsemään Parkinsonin tautia
Alzheimerin, Parkinsonin taudin ja muiden aivoja tuhoavien tautien tehokkaiden lääkkeiden kehittämisessä on kaksi suurta kompastuskiviä. Ensimmäinen on veri-aivoesteen voittaminen, ja toinen toimittaa lääkkeen tarkkaan sijaintiin ja varmistaa, että se ei leviä muihin aivoihin.
Nyt uusi lähestymistapa, joka käyttää ultraäänisäteitä ja mikrokuplia, voi olla ei-invasiivinen tapa toimittaa lääkkeitä turvallisesti aivojen tarkkoihin paikkoihin.
Tätä tekniikkaa kutsutaan kohdennetuksi ultraääneksi (FUS), ja se lupaa avata oven tuhansille lääkkeille, jotka voisivat hoitaa erilaisia aivotiloja, jos ne voisivat ylittää veri-aivoesteen.
New Yorkin kaupungin Columbian yliopiston tutkijat, jotka kehittivät FUS-laitteen, ovat nyt osoittaneet, että se auttoi hillitsemään Parkinsonin taudin varhaista etenemistä ja parantamaan aivojen toimintaa hiirissä.
He kuvaavat tuloksia äskettäin Lehti hallitusta julkaisusta opintopaperi.
FUS-tekniikka avaa väliaikaisesti veri-aivoesteen tietyssä aivojen osassa, jotta lääkkeet pääsevät juuri siihen osaan.
Veri-aivoesteen avaaminen
Veri-aivoeste on monimutkainen piirre verisuonille, jotka ruokkivat aivoja ja muuta keskushermostoa.
Este estää taudinaiheuttajia ja mahdollisesti haitallisia aineita siirtymästä verenkierrosta aivojen parenkyymiin tai toiminnalliseen kudokseen.
FUS-tekniikka säteilee ultraäänipulsseja kallon läpi tarkkaan paikkaan aivoissa. Kun pulssit kohtaavat mikrokuplia, joita tutkijat ovat pistäneet verenkiertoon, ne aiheuttavat mikrokuplien värähtelyn pienien verisuonten seinämien välillä.
Värähtelevät mikrokuplat aiheuttavat palautuvan veri-aivoesteen läpäisevyyden lisääntymisen kyseisessä paikassa.
Kun FUS-säteet pysähtyvät, mikrokuplat lakkaavat värähtelemästä ja väliaikainen pääsy veri-aivoesteen läpi sulkeutuu.
FUS lähettää geenejä ja proteiineja aivoihin
Viimeaikaisessa tutkimuksessa ryhmä keskittyi Parkinsonin tautiin. He osoittivat, että he voisivat käyttää FUS: ää toimittamaan aivoja muuttavia geenejä ja proteiineja veri-aivoesteen yli.
Esteen poikki geenit ja proteiinit palauttivat osittain dopamiinia vapauttavia reittejä aivoissa. Dopamiinin - kemiallisen lähettimen, joka on tärkeä liikkeen hallitsemiselle - valmistuskyvyn menetys on Parkinsonin taudin varhainen piirre.
Tutkijat näkivät myös hiirten joidenkin Parkinsonin taudin käyttäytymisoireiden vähenemisen.
"Löysimme sekä aivoissa käyttäytymiseen liittyviä että anatomisia hermosolujen parannuksia", kertoo Elisa Konofagou, yksi vanhimmista tutkimuksen kirjoittajista, joka on professori biolääketieteellisestä tekniikasta ja myös radiologiasta.
Konofagou sanoo, että hän ja hänen tiiminsä käyttävät ensimmäisiä lääkkeitä dopamiinia vapauttavan reitin palauttamiseksi Parkinsonin taudin varhaisessa vaiheessa.
Yhdysvaltain elintarvike- ja lääkevirasto (FDA) on juuri myöntänyt tutkijoille tutkintalaite-vapautuksen, jotta he voivat testata sitä turvallisuustavana lääkkeiden toimittamiseksi Alzheimerin tautia sairastaville.
Kannettava järjestelmä kotihoitoihin
Konofagoun tiimi on ainoa ryhmä Yhdysvalloissa, joka on saanut FDA: n hyväksynnän veri-aivoesteen avaamisesta kokeilla ultraäänellä. Muut tällä alalla työskentelevät käyttävät nanohiukkasia avaamaan veri-aivoesteen tai MRI: n menettelyn ohjaamiseksi.
Konofagoun ja hänen tiiminsä kehittämä FUS-laite on pienempi, nopeampi ja halvempi. Se käyttää yksielementtianturia yli 1000 elementin kypärän sijasta. Sen "neuronavigointijärjestelmä" ei myöskään vaadi magneettikuvaa. Joukkue vertaa sitä neurokirurgien käyttämään, paitsi että se käyttää ultraäänianturia kirurgisen instrumentin sijaan.
Ryhmä suunnittelee kannettavaa FUS-järjestelmää, jonka lääkärit voivat helposti ajaa sisään ja ulos potilaiden huoneista sairaalassa ja jonain päivänä jopa kodeistaan ja ulos. Lisäksi hoitoaika kestää vain noin puoli tuntia MRI-ohjatun toimenpiteen edellyttämien 3 tai 4 tunnin sijaan.
Alzheimerin tautia sairastaneiden tutkimuksen jälkeen professori Konofagou aikoo testata laitteen Parkinsonin tautia sairastavilla.
”Pystyimme hillitsemään hermoston rappeutumisen nopeaa etenemistä parantamalla samalla hermosolujen toimintaa. Odotamme tutkimuksemme avaavan uudet terapeuttiset keinot keskushermostosairauksien varhaiseen hoitoon. "
Professori Elisa Konofagou
