Kā ultraskaņa varētu palīdzēt ierobežot Parkinsona slimību
Alcheimera, Parkinsona un citu slimību ārstēšanai, kas iznīcina smadzenes, ir divi galvenie klupšanas akmeņi. Pirmais ir asins-smadzeņu barjeras pārvarēšana, bet otrais - zāļu nogādāšana precīzā vietā un nodrošināšana, ka tās neizplatās pārējās smadzenēs.
Tagad jauna pieeja, kurā tiek izmantoti ultraskaņas stari un mikrobumbas, varētu būt neinvazīvs veids, kā droši nogādāt narkotikas precīzās smadzeņu vietās.
Šo metodi sauc par fokusētu ultraskaņu (FUS), un tā sola atvērt durvis tūkstošiem zāļu, kas varētu ārstēt dažādus smadzeņu stāvokļus, ja tie varētu šķērsot asins-smadzeņu barjeru.
Ņujorkas pilsētas Kolumbijas universitātes zinātnieki, kuri izstrādāja ierīci FUS, tagad ir parādījuši, ka tas palīdzēja savlaicīgi ierobežot Parkinsona slimības progresēšanu un uzlabot smadzeņu darbību pelēm.
Viņi apraksta rezultātus nesen Kontrolētas izlaišanas žurnāls mācību darbs.
FUS tehnika īslaicīgi atver asins-smadzeņu barjeru noteiktā smadzeņu daļā, lai narkotikas varētu sasniegt tieši šo daļu.
Asins-smadzeņu barjeras atvēršana
Asins-smadzeņu barjera ir sarežģīta asinsvadu pazīme, kas baro smadzenes un pārējo centrālo nervu sistēmu.
Barjera novērš patogēnu un potenciāli kaitīgu vielu iekļūšanu no asinsrites smadzeņu parenhīmā vai funkcionālajos audos.
FUS paņēmiens izplata ultraskaņas impulsus caur galvaskausu līdz precīzai atrašanās vietai smadzenēs. Kad impulsi satiekas ar mikroburbuļiem, kurus zinātnieki ir ievadījuši asinīs, tie izraisa mikroburbuļu svārstības starp sīko asinsvadu sieniņām.
Svārstīgie mikroburbuļi izraisa atgriezenisku asins-smadzeņu barjeras caurlaidības palielināšanos šajā vietā.
Kad FUS stari apstājas, mikroburbuļi pārstāj svārstīties, un pagaidu piekļuve caur asins-smadzeņu barjeru tiek slēgta.
FUS sūta smadzenēs gēnus un olbaltumvielas
Nesenajā pētījumā komanda koncentrējās uz Parkinsona slimību. Viņi parādīja, ka viņi var izmantot FUS, lai nogādātu smadzenes mainošos gēnus un olbaltumvielas pāri asins-smadzeņu barjerai.
Pārvarējuši barjeru, gēni un olbaltumvielas daļēji atjaunoja dopamīnu atbrīvojošos ceļus smadzenēs. Spēju zaudēt dopamīnu - ķīmisko kurjeru, kas ir svarīgs kustību kontrolei - ir agrīna Parkinsona slimības iezīme.
Pētnieki arī novēroja dažu Parkinsona slimības uzvedības simptomu samazināšanos pelēm.
"Mēs atradām gan uzvedības, gan anatomiskus neironu uzlabojumus smadzenēs," saka Elisa Konofagou, viena no vecākajām pētījumu autorēm, kas ir biomedicīnas inženierijas un arī radioloģijas profesore.
Prof. Konofagou saka, ka viņa un viņas komanda ir pirmie, kas lieto pieejamās zāles, lai atjaunotu dopamīna izdalīšanās ceļu agrīnā Parkinsona slimībā.
Pārtikas un zāļu pārvalde (FDA) Amerikas Savienotajās Valstīs tikko piešķīra pētniekiem atbrīvojumu no izmeklēšanas ierīcēm, lai viņi varētu to pārbaudīt kā līdzekli narkotiku piegādei cilvēkiem ar Alcheimera slimību.
Pārnēsājama sistēma mājas procedūrām
Prof. Konofagou komanda ir vienīgā grupa ASV, kas ir saņēmusi FDA piekrišanu izmēģināt asins-smadzeņu barjeras atvēršanu, izmantojot ultraskaņu. Citi, kas strādā šajā jomā, izmanto nanodaļiņas, lai atvērtu asins-smadzeņu barjeru vai MRI procedūras vadīšanai.
Prof. Konofagou un viņas komandas izstrādātā FUS ierīce ir mazāka, ātrāka un lētāka. Ķiveres vietā, kurā ir vairāk nekā 1000 elementu, tiek izmantots viena elementa devējs. Arī tās “neironavigācijas sistēmai” nav nepieciešama MRI. Komanda to pielīdzina tam, ko izmanto neiroķirurgi, izņemot to, ka ķirurģiskā instrumenta vietā izmanto ultraskaņas devēju.
Komanda paredz pārnēsājamu FUS sistēmu, kuru ārsti var viegli iebraukt un izkāpt no pacientu istabām slimnīcā un vienu dienu pat savās mājās un ārpus tām. Turklāt ārstēšanas laiks ilgst tikai aptuveni pusstundu, nevis 3 vai 4 stundas, kas nepieciešamas MRI vadītai procedūrai.
Pēc izmēģinājuma cilvēkiem ar Alcheimera slimību prof. Konofagou plāno pārbaudīt ierīci cilvēkiem ar Parkinsona slimību.
"Mēs spējām ierobežot neirodeģenerācijas straujo progresēšanu, vienlaikus uzlabojot neironu darbību. Mēs sagaidām, ka mūsu pētījums pavērs jaunas terapeitiskas iespējas agrīnai centrālo nervu sistēmu slimību ārstēšanai. ”
Prof. Elisa Konofagou
