Kuidas ultraheli aitaks Parkinsoni tõbe ohjeldada?
Alzheimeri, Parkinsoni ja teiste aju hävitavate haiguste jaoks tõhusate ravimite väljatöötamisel on kaks peamist komistuskivi. Esimene on vere-aju barjääri ületamine ja teine - ravimi toimetamine täpsesse kohta ja selle tagamine, et see ei leviks ülejäänud aju.
Nüüd võiks uus lähenemisviis, mis kasutab ultrahelikiire ja mikromulle, olla mitteinvasiivne viis ravimite ohutuks toimetamiseks aju täpsetesse kohtadesse.
Seda tehnikat nimetatakse fokuseeritud ultraheliks (FUS) ja see lubab avada ukse tuhandetele ravimitele, mis võiksid ravida mitmesuguseid ajuhaigusi, kui nad suudaksid ületada vere-aju barjääri.
New Yorgi Columbia ülikooli teadlased, kes töötasid välja FUS-seadme, on nüüd näidanud, et see aitas vähendada Parkinsoni tõve varajast progresseerumist ja parandada hiirte ajufunktsiooni.
Nad kirjeldavad tulemusi hiljutises Kontrollitud vabastamise ajakiri õppetöö.
FUS-tehnika avab ajutiselt vere-aju barjääri aju konkreetses osas, et ravimid jõuaksid just sellesse ossa.
Vere-aju barjääri avamine
Vere-aju barjäär on aju ja ülejäänud kesknärvisüsteemi toitvate veresoonte keeruline tunnus.
Barjäär takistab patogeenide ja potentsiaalselt kahjulike ainete vereringest aju parenhüümi või funktsionaalsesse koesse sattumist.
FUS-tehnika kiirgab ultrahelimpulsse läbi kolju täpsesse aju asukohta. Kui impulsid kohtuvad mikromullidega, mille teadlased on vereringesse süstinud, põhjustavad need mikromullide võnkumist väikeste veresoonte seinte vahel.
Võnkuvad mikromullid põhjustavad selles kohas vere-aju barjääri läbilaskvuse pöörduvat suurenemist.
Kui FUS-kiired peatuvad, lakkavad mikromullid võnkumast ja ajutine juurdepääs vere-aju barjääri kaudu sulgub.
FUS saadab aju geenid ja valgud
Värske uuringu jaoks keskendus meeskond Parkinsoni tõvele. Nad näitasid, et nad saavad kasutada FUS-i, et viia aju muutvad geenid ja valgud läbi vere-aju barjääri.
Barjääri ületades taastasid geenid ja valgud ajus osaliselt dopamiini vabastavaid radu. Parkinsoni tõve varajane tunnus on dopamiini - liikumise kontrollimiseks olulise keemilise messengeri - valmistamise võime kaotus.
Teadlased nägid hiirtel ka mõnede Parkinsoni tõve käitumuslike sümptomite vähenemist.
"Ajus leidsime nii käitumuslikke kui ka anatoomilisi neuronaalseid paranemisi," ütleb Elisa Konofagou, üks vanematest uuringu autoritest, kes on biomeditsiinitehnika ja ka radioloogia professor.
Prof Konofagou ütleb, et ta ja tema meeskond kasutavad esimesi olemasolevaid ravimeid, et taastada Parkinsoni tõve alguses dopamiini vabastav rada.
Ameerika Ühendriikide Toidu- ja Ravimiamet (FDA) andis äsja teadlastele erandi uurimisseadmete kohta, et nad saaksid seda ohutustesti testida kui Alzheimeri tõvega inimesi ravimite kohaletoimetamise viisi.
Kaasaskantav süsteem koduste protseduuride jaoks
Prof Konofagou meeskond on ainus rühm USA-s, kes on saanud FDA-lt nõusoleku vere-aju barjääri avamiseks ultraheli abil. Teised, kes selles valdkonnas töötavad, kasutavad protseduuri juhtimiseks vere-aju barjääri või MRI avamiseks nanoosakesi.
Prof Konofagou ja tema meeskonna välja töötatud FUS-seade on väiksem, kiirem ja odavam. Kiivri, milles on üle 1000 elemendi, asemel kasutatakse ühe elemendiga muundurit. Samuti ei vaja selle “neuronavigatsioonisüsteem” MRI-d. Meeskond võrdleb seda sellega, mida neurokirurgid kasutavad, välja arvatud see, et kirurgilise instrumendi asemel kasutatakse ultraheli muundurit.
Meeskond kavandab kaasaskantavat FUS-süsteemi, mida arstid saavad hõlpsasti haiglas patsientide tubadest sisse ja välja sõita ning ühel päeval isegi oma kodust sisse ja välja. Lisaks kestab raviaeg ainult pool tundi MRT-juhitud protseduuri jaoks vajaliku 3 või 4 tunni asemel.
Pärast uuringut Alzheimeri tõvega inimestel kavatseb prof Konofagou seadet testida Parkinsoni tõvega inimestel.
"Suutsime pidurdada neurodegeneratsiooni kiiret progresseerumist, parandades samal ajal neuronite funktsiooni. Eeldame, et meie uuring avab kesknärvisüsteemi haiguste varajaseks raviks uued terapeutilised võimalused. "
Prof Elisa Konofagou
