Kako ultrazvuk može pomoći u suzbijanju Parkinsonove bolesti
Dva su glavna kamena spoticanja u razvoju učinkovitih lijekova za Alzheimerovu, Parkinsonovu bolest i druge bolesti koje uništavaju mozak. Prvo je prevladavanje krvno-moždane barijere, a drugo isporuka lijeka na točno mjesto i osiguravanje da se ne proširi na ostatak mozga.
Sada bi novi pristup koji koristi ultrazvučne zrake i mikro mjehuriće mogao biti neinvazivan način sigurne isporuke lijekova na precizna mjesta u mozgu.
Tehnika se naziva fokusirani ultrazvuk (FUS) i obećava da će otvoriti vrata tisućama lijekova koji bi mogli liječiti niz moždanih stanja ako bi mogli prijeći krvno-moždanu barijeru.
Znanstvenici sa Sveučilišta Columbia u gradu New Yorku koji su razvili uređaj FUS sada su pokazali da je pomogao suzbiti rano napredovanje Parkinsonove bolesti i poboljšati rad mozga kod miševa.
Rezultate opisuju u nedavnom Časopis kontroliranog izdanja studijski rad.
FUS tehnika privremeno otvara krvno-moždanu barijeru u određenom dijelu mozga kako bi lijekovi mogli doći upravo do tog dijela.
Otvaranje krvno-moždane barijere
Krvno-moždana barijera složena je značajka krvnih žila koje hrane mozak i ostatak središnjeg živčanog sustava.
Pregrada sprječava prelazak patogena i potencijalno štetnih tvari iz krvotoka u parenhim ili funkcionalno tkivo mozga.
FUS tehnika emitira ultrazvučne impulse kroz lubanju na točno mjesto u mozgu. Kad impulsi susretnu mikro-mjehuriće koje su znanstvenici ubrizgali u krvotok, oni uzrokuju oscilacije mikro-mjehurića između zidova sićušnih krvnih žila.
Oscilirajući mikro mjehurići uzrokuju reverzibilno povećanje propusnosti krvno-moždane barijere na tom mjestu.
Kad se zrake FUS zaustave, mikro mjehurići prestaju oscilirati, a privremeni pristup kroz krvno-moždanu barijeru se zatvara.
FUS šalje gene i proteine u mozak
Za nedavno istraživanje, tim se usredotočio na Parkinsonovu bolest. Pokazali su da mogu koristiti FUS za isporuku gena i proteina koji mijenjaju mozak preko krvno-moždane barijere.
Prešavši barijeru, geni i proteini dijelom su obnovili putove oslobađanja dopamina u mozgu. Gubitak sposobnosti stvaranja dopamina - kemijskog glasnika koji je važan za kontrolu kretanja - rano je obilježje Parkinsonove bolesti.
Istraživači su također primijetili smanjenje nekih simptoma ponašanja Parkinsonove bolesti kod miševa.
"Pronašli smo i bihevioralna i anatomska poboljšanja neurona u mozgu", kaže Elisa Konofagou, jedna od starijih autorica studije koja je profesorica biomedicinskog inženjerstva i također radiologije.
Profesor Konofagou kaže da su ona i njezin tim prvi koji koriste dostupne lijekove za obnavljanje puta koji oslobađa dopamin u ranoj Parkinsonovoj bolesti.
Uprava za hranu i lijekove (FDA) u Sjedinjenim Američkim Državama upravo je odobrila istraživačima izuzeće od istražnih uređaja kako bi ga mogli sigurno testirati kao način isporuke lijekova oboljelima od Alzheimerove bolesti.
Prijenosni sustav za kućne tretmane
Tim prof. Konofagoua jedina je skupina u SAD-u koja je dobila odobrenje FDA-e za pokusno otvaranje krvno-moždane barijere pomoću ultrazvuka. Ostali koji rade na ovom polju koriste nanočestice kako bi otvorili krvno-moždanu barijeru ili MRI za vođenje postupka.
Uređaj FUS koji su prof. Konofagou i njezin tim razvili manji je, brži i jeftiniji. Koristi pretvarač s jednim elementom umjesto kacige koja sadrži više od 1.000 elemenata. Također, njegov "sustav neuronavigacije" ne zahtijeva MRI. Tim ga uspoređuje s onim koji koriste neurokirurzi, osim što koristi ultrazvučni pretvarač umjesto kirurškog instrumenta.
Tim predviđa prijenosni FUS sustav kojim liječnici mogu lako ući i izvući se iz soba pacijenata u bolnici, a jednog dana, čak i u svojim domovima. Uz to, vrijeme liječenja traje samo oko pola sata umjesto 3 ili 4 sata koja su potrebna za postupak vođen magnetskom rezonancom.
Nakon ispitivanja na osobama s Alzheimerovom bolesti, prof. Konofagou planira testirati uređaj na osobama s Parkinsonovom bolešću.
“Uspjeli smo zaustaviti brzo napredovanje neurodegeneracije dok smo poboljšavali neuronsku funkciju. Očekujemo da će naša studija otvoriti nove terapijske putove za rano liječenje bolesti središnjeg živčanog sustava. "
Prof. Elisa Konofagou
