Как ултразвукът може да помогне за ограничаване на болестта на Паркинсон
Има два основни препятствия пред разработването на ефективни лекарства за болестта на Алцхаймер, Паркинсон и други заболявания, които унищожават мозъка. Първият е преодоляване на кръвно-мозъчната бариера, а вторият доставя лекарството на точно място и гарантира, че то не се разпространява в останалата част от мозъка.
Сега нов подход, който използва ултразвукови лъчи и микромехурчета, може да бъде неинвазивен начин за безопасно доставяне на лекарства до точно определени места в мозъка.
Техниката се нарича фокусиран ултразвук (FUS) и обещава да отвори вратата за хиляди лекарства, които биха могли да лекуват редица мозъчни състояния, ако успеят да преминат кръвно-мозъчната бариера.
Учените от университета Колумбия в град Ню Йорк, които разработиха устройството FUS, сега показаха, че то помага за ограничаване на ранното развитие на болестта на Паркинсон и подобряване на мозъчната функция при мишки.
Те описват резултатите в неотдавнашен Вестник за контролирано освобождаване учебна работа.
Техниката FUS временно отваря кръвно-мозъчната бариера в определена част от мозъка, за да позволи на лекарствата да достигнат точно тази част.
Отваряне на кръвно-мозъчната бариера
Кръвно-мозъчната бариера е сложна характеристика на кръвоносните съдове, които хранят мозъка и останалата част от централната нервна система.
Бариерата предотвратява преминаването на патогени и потенциално вредни вещества от кръвообращението в паренхима или функционалната тъкан на мозъка.
Техниката FUS излъчва ултразвукови импулси през черепа до точно място в мозъка. Когато импулсите се срещнат с микромехурчета, които учените са инжектирали в кръвообращението, те карат микромихурите да трептят между стените на малките кръвоносни съдове.
Трептящите микромехурчета причиняват обратимо увеличаване на пропускливостта на кръвно-мозъчната бариера на това място.
Когато FUS лъчите спрат, микромехурчетата спират да трептят и временният достъп през кръвно-мозъчната бариера се затваря.
FUS изпраща гени и протеини в мозъка
За скорошното проучване екипът се фокусира върху болестта на Паркинсон. Те показаха, че могат да използват FUS, за да доставят гени и протеини, променящи мозъка, през кръвно-мозъчната бариера.
След като преминат през бариерата, гените и протеините частично възстановяват пътищата на освобождаване на допамин в мозъка. Загубата на способност да произвежда допамин - химически пратеник, който е важен за контролиране на движението - е ранна характеристика на болестта на Паркинсон.
Изследователите също така видяха намаляване на някои от поведенческите симптоми на болестта на Паркинсон при мишките.
„Открихме както поведенчески, така и анатомични невронални подобрения в мозъка“, казва Елиса Конофагу, една от старшите автори на изследването, която е професор по биомедицинско инженерство, а също и по радиология.
Проф. Конофагу казва, че тя и нейният екип са първите, които използват наличните лекарства за възстановяване на пътя на освобождаване на допамин в ранната болест на Паркинсон.
Администрацията по храните и лекарствата (FDA) в Съединените щати току-що предостави на изследователите освобождаване от изследователски устройства, за да могат те да го тестват като начин за доставяне на лекарства при хора с болестта на Алцхаймер.
Преносима система за домашни лечения
Екипът на проф. Конофагу е единствената група в САЩ, която е получила одобрение от FDA за пробно отваряне на кръвно-мозъчната бариера с помощта на ултразвук. Други, които работят в тази област, използват наночастици, за да отворят кръвно-мозъчната бариера или ЯМР за насочване на процедурата.
Устройството FUS, което проф. Конофагу и нейният екип са разработили, е по-малко, по-бързо и по-евтино. Той използва едноелементен преобразувател вместо каска, съдържаща над 1000 елемента. Също така, нейната „невронавигационна система“ не изисква ЯМР. Екипът го оприличава на този, който използват неврохирурзите, с изключение на това, че той използва ултразвуков преобразувател вместо хирургически инструмент.
Екипът предвижда преносима система FUS, която лекарите могат лесно да вкарват и излизат от стаите на пациентите в болница и един ден, дори в и извън домовете си. В допълнение, времето за лечение продължава само около половин час, вместо 3 или 4 часа, необходими за провеждане на ядрено-магнитен резонанс.
След изпитанието при хора с болестта на Алцхаймер проф. Конофагу планира да тества устройството при хора с болест на Паркинсон.
„Успяхме да ограничим бързата прогресия на невродегенерацията, като същевременно подобрихме невронната функция. Очакваме нашето проучване да отвори нови терапевтични възможности за ранно лечение на заболявания на централната нервна система. "
Проф. Елиса Конофагу
