Ultrason, Parkinson'u dizginlemeye nasıl yardımcı olabilir?
Alzheimer, Parkinson ve beyni tahrip eden diğer hastalıklar için etkili ilaçlar geliştirmenin önünde iki büyük engel vardır. Birincisi kan-beyin bariyerini aşmak, ikincisi ilacı kesin bir yere vermek ve beynin geri kalanına yayılmamasını sağlamaktır.
Şimdi, ultrason ışınlarını ve mikro kabarcıkları kullanan yeni bir yaklaşım, ilaçları beyindeki kesin konumlara güvenli bir şekilde ulaştırmanın invazif olmayan bir yolu olabilir.
Tekniğe odaklanmış ultrason (FUS) adı verilir ve kan-beyin bariyerini geçebilirlerse bir dizi beyin durumunu tedavi edebilecek binlerce ilaca kapıyı açmayı vaat eder.
FUS cihazını geliştiren New York şehrindeki Columbia Üniversitesi'ndeki bilim adamları, şimdi bunun Parkinson hastalığının erken ilerlemesini durdurmaya ve farelerde beyin işlevini iyileştirmeye yardımcı olduğunu gösterdiler.
Sonuçları yakın tarihli bir Kontrollü Salım Dergisi çalışma kağıdı.
FUS tekniği, ilaçların sadece o kısma ulaşmasına izin vermek için beynin belirli bir bölümündeki kan-beyin bariyerini geçici olarak açar.
Kan-beyin bariyerini açmak
Kan-beyin bariyeri, beyni ve merkezi sinir sisteminin geri kalanını besleyen kan damarlarının karmaşık bir özelliğidir.
Bariyer, patojenlerin ve potansiyel olarak zararlı maddelerin kan dolaşımından beynin parankimine veya fonksiyonel dokusuna geçmesini önler.
FUS tekniği, ultrason atımlarını kafatasından beyindeki kesin bir konuma ışınlar. Nabızlar, bilim adamlarının kan dolaşımına enjekte ettikleri mikro kabarcıklarla karşılaştığında, mikro kabarcıkların küçük kan damarlarının duvarları arasında salınmasına neden olurlar.
Salınan mikro kabarcıklar, o konumdaki kan-beyin bariyerinin geçirgenliğinde tersine çevrilebilir bir artışa neden olur.
FUS ışınları durduğunda, mikro kabarcıklar salınımı durdurur ve kan-beyin bariyerinden geçici erişim kapanır.
FUS beyne genleri ve proteinleri gönderir
Son çalışma için ekip, Parkinson hastalığına odaklandı. Beyni değiştiren genleri ve proteinleri kan-beyin bariyerinden geçirmek için FUS kullanabileceklerini gösterdiler.
Bariyeri geçtikten sonra, genler ve proteinler beyindeki dopamin salgılayan yolları kısmen geri yüklediler. Hareketi kontrol etmek için önemli olan kimyasal bir haberci olan dopamin yapma yeteneğinin kaybı, Parkinson hastalığının erken dönemlerinden biridir.
Araştırmacılar ayrıca, farelerde Parkinson hastalığının bazı davranışsal semptomlarında azalma gördüler.
Biyomedikal mühendisliği ve aynı zamanda radyoloji profesörü olan kıdemli çalışma yazarlarından biri olan Elisa Konofagou, "Beyinde hem davranışsal hem de anatomik nöronal gelişmeler bulduk" diyor.
Prof. Konofagou, Parkinson hastalığının erken dönemlerinde dopamin salgılayan bir yolu eski haline getirmek için mevcut ilaçları ilk kullananların kendisinin ve ekibinin olduğunu söylüyor.
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Gıda ve İlaç Dairesi (FDA), araştırmacılara Alzheimer hastalığı olan kişilere ilaç vermenin bir yolu olarak güvenlik testi yapabilmeleri için Araştırma Cihazı Muafiyeti vermiştir.
Ev tedavileri için taşınabilir sistem
Prof. Konofagou'nun ekibi, ABD'deki FDA'dan ultrason kullanarak kan-beyin bariyerini açmayı denemek için onay alan tek gruptur. Bu alanda çalışan diğerleri, prosedürü yönlendirmek için kan-beyin bariyerini veya MRI'yi açmak için nanopartiküller kullanır.
Prof. Konofagou ve ekibinin geliştirdiği FUS cihazı daha küçük, daha hızlı ve daha ucuz. 1.000'den fazla öğeyi barındıran bir kask yerine tek bileşenli bir dönüştürücü kullanır. Ayrıca, "nöronavigasyon sistemi" MRG gerektirmez. Ekip, cerrahi alet yerine ultrason dönüştürücüsü kullanması dışında beyin cerrahlarının kullandıklarına benzetiyor.
Ekip, doktorların bir hastanedeki hastaların odalarına girip çıkarak ve bir gün evlerinin içinde ve dışında bile kolayca hareket ettirebilecekleri taşınabilir bir FUS sistemi tasarlıyor. Ek olarak, tedavi süresi MRG rehberliğinde bir prosedür için gerekli 3 veya 4 saat yerine sadece yaklaşık yarım saat sürer.
Alzheimer hastalarında yapılan denemeden sonra Prof. Konofagou, cihazı Parkinson hastalığı olan kişilerde test etmeyi planlıyor.
“Nöronal işlevi iyileştirirken nörodejenerasyonun hızlı ilerlemesini frenlemeyi başardık. Çalışmamızın, merkezi sinir sistemi hastalıklarının erken tedavisi için yeni tedavi yolları açacağını umuyoruz. "
Prof. Elisa Konofagou
