вести

Алцхајмеровата болест, најчестата болест кај постарите лица, ги мачи повеќето луѓе.

Еден од предизвиците во третманот на Алцхајмеровата болест е тоа што испораката на терапевтски лекови до мозочното ткиво е ограничена од крвно-мозочната бариера. Студијата покажа дека фокусираниот ултразвук со низок интензитет воден со МРИ може реверзибилно да ја отвори крвно-мозочната бариера кај пациенти со Алцхајмерова болест или други невролошки нарушувања, вклучувајќи Паркинсонова болест, тумори на мозокот и амиотрофична латерална склероза.

Неодамнешно мало испитување за доказ за концептот во Институтот Рокфелер за невронаука при Универзитетот во Западна Вирџинија покажа дека пациентите со Алцхајмерова болест кои примиле инфузија со адуканумаб во комбинација со фокусиран ултразвук привремено ја отвориле крвно-мозочната бариера, значително го намалиле оптоварувањето со амилоид бета (Aβ) во мозокот на страната на испитувањето. Истражувањето би можело да отвори нови врати за третмани на мозочни нарушувања.

Крвно-мозочната бариера го штити мозокот од штетни супстанции, а воедно им овозможува на есенцијалните хранливи материи да поминат низ него. Но, крвно-мозочната бариера, исто така, го спречува доставувањето на терапевтски лекови до мозокот, предизвик кој е особено акутен при лекување на Алцхајмеровата болест. Како што светот старее, бројот на луѓе со Алцхајмерова болест се зголемува од година во година, а опциите за лекување се ограничени, што претставува голем товар за здравствената заштита. Адуканумаб е моноклонално антитело кое се врзува за амилоид бета (Aβ) и кое е одобрено од страна на Американската администрација за храна и лекови (FDA) за лекување на Алцхајмерова болест, но неговото пенетрација низ крвно-мозочната бариера е ограничено.

Фокусираниот ултразвук произведува механички бранови кои предизвикуваат осцилации помеѓу компресија и разредување. Кога се инјектираат во крвта и се изложени на ултразвучно поле, меурчињата се компресираат и шират повеќе од околното ткиво и крвта. Овие осцилации создаваат механички стрес на ѕидот на крвниот сад, предизвикувајќи истегнување и отворање на тесните врски помеѓу ендотелните клетки (Слика подолу). Како резултат на тоа, интегритетот на крвно-мозочната бариера е компромитиран, дозволувајќи им на молекулите да дифундираат во мозокот. Крвно-мозочната бариера заздравува сама по себе за околу шест часа.

На сликата е прикажан ефектот на насочениот ултразвук врз капиларните ѕидови кога во крвните садови се присутни меурчиња со големина на микрометар. Поради високата компресибилност на гасот, меурчињата се собираат и шират повеќе од околното ткиво, предизвикувајќи механички стрес врз ендотелните клетки. Овој процес предизвикува отворање на тесни врски, а може да предизвика и паѓање на астроцитните завршетоци од ѕидот на крвниот сад, со што се нарушува интегритетот на крвно-мозочната бариера и се поттикнува дифузија на антитела. Покрај тоа, ендотелните клетки изложени на фокусиран ултразвук ја зголемиле својата активна вакуоларна транспортна активност и ја потиснале функцијата на пумпата за ефлукс, со што се намалува чистењето на антитела од мозокот. Слика Б го прикажува распоредот на третман, кој вклучува компјутеризирана томографија (КТ) и магнетна резонанца (МРИ) за да се развие планот за третман со ултразвук, позитронска емисиона томографија (ПЕТ) со 18F-флубитабан на почетокот, инфузија на антитела пред третман со фокусиран ултразвук и микровезикуларна инфузија за време на третманот, како и акустичен мониторинг на ултразвучните сигнали со микровезикуларно расејување што се користат за контрола на третманот. Сликите добиени по третманот со фокусиран ултразвук вклучуваа Т1-пондерирана МРИ со контрастно зголемување, која покажа дека крвно-мозочната бариера е отворена во областа третирана со ултразвук. Сликите од истата област по 24 до 48 часа третман со фокусиран ултразвук покажаа целосно заздравување на крвно-мозочната бариера. ПЕТ скенирањето со 18F-флубитабан за време на следењето кај еден од пациентите 26 недели подоцна покажа намалени нивоа на Aβ во мозокот по третманот. Слика C ја прикажува поставеноста на фокусиран ултразвук воден со МРИ за време на третманот. Хемисферичниот трансдуцерски шлем содржи повеќе од 1.000 извори на ултразвук кои се спојуваат во една фокусна точка во мозокот користејќи водење во реално време од МРИ.

Во 2001 година, за прв пат беше покажано дека фокусираниот ултразвук предизвикува отворање на крвно-мозочната бариера во студии на животни, а последователните претклинички студии покажаа дека фокусираниот ултразвук може да го подобри доставувањето и ефикасноста на лековите. Оттогаш, е откриено дека фокусираниот ултразвук може безбедно да ја отвори крвно-мозочната бариера кај пациенти со Алцхајмерова болест кои не примаат лекови, а исто така може да достави антитела против метастази на мозокот предизвикани од рак на дојка.

Процес на испорака со микромеурчиња

Микромеурчињата се ултразвучен контрастен агент кој обично се користи за набљудување на протокот на крв и крвните садови при ултразвучна дијагностика. За време на ултразвучната терапија, интравенозно се инјектирала непирогена суспензија од меурчиња од октафлуоропропан, обложена со фосфолипиди (Слика 1Б). Микромеурчињата се високо полидисперзирани, со дијаметри кои се движат од помалку од 1 μm до повеќе од 10 μm. Октафлуоропропанот е стабилен гас кој не се метаболизира и може да се излачува преку белите дробови. Липидната обвивка што ги обвиткува и стабилизира меурчињата е составена од три природни човечки липиди кои се метаболизираат на сличен начин како ендогените фосфолипиди.

Генерирање на фокусиран ултразвук

Фокусираниот ултразвук се генерира со хемисферичен трансдуцерски шлем што ја опкружува главата на пациентот (Слика 1C). Шлемот е опремен со 1024 независно контролирани извори на ултразвук, кои се природно фокусирани во центарот на хемисферата. Овие извори на ултразвук се управувани од синусоидни радиофреквентни напони и емитуваат ултразвучни бранови водени од магнетна резонанца. Пациентот носи шлем, а дегазирана вода циркулира околу главата за да го олесни преносот на ултразвукот. Ултразвукот патува низ кожата и черепот до целта на мозокот.

Промените во дебелината и густината на черепот ќе влијаат на ширењето на ултразвукот, што резултира со малку различно време за ултразвукот да стигне до лезијата. Ова нарушување може да се коригира со стекнување податоци од компјутеризирана томографија со висока резолуција за да се добијат информации за обликот, дебелината и густината на черепот. Модел на компјутерска симулација може да го пресмета компензирано фазно поместување на секој погонски сигнал за да се врати остриот фокус. Со контролирање на фазата на RF сигналот, ултразвукот може електронски да се фокусира и позиционира за да покрие големи количини на ткиво без да се поместува низата од изворот на ултразвук. Локацијата на целното ткиво се одредува со магнетна резонанца на главата додека се носи шлем. Целниот волумен е исполнет со тридимензионална мрежа од ултразвучни точки на сидро, кои емитуваат ултразвучни бранови на секоја точка на сидро во тек на 5-10 ms, повторувани на секои 3 секунди. Ултразвучната моќност постепено се зголемува сè додека не се открие посакуваниот сигнал за расејување на меурчиња, а потоа се држи 120 секунди. Овој процес се повторува на други мрежи сè додека целниот волумен не е целосно покриен.

Отворањето на крвно-мозочната бариера бара амплитудата на звучните бранови да надмине одреден праг, над кој пропустливоста на бариерата се зголемува со зголемување на амплитудата на притисокот сè додека не се појави оштетување на ткивото, што се манифестира како еритроцитна егзозома, крварење, апоптоза и некроза, кои често се поврзани со колапс на меурчињата (наречена инерцијална кавитација). Прагот зависи од големината на микромеурчињата и материјалот на обвивката. Со откривање и толкување на ултразвучните сигнали расфрлани од микромеурчињата, изложеноста може да се одржува во безбеден опсег.

По третманот со ултразвук, беше користена Т1-пондерирана МРИ со контрастно средство за да се утврди дали крвно-мозочната бариера е отворена на целната локација, а Т2-пондерирани слики беа користени за да се потврди дали се случила екстравазација или крварење. Овие набљудувања даваат насоки за прилагодување на други третмани, доколку е потребно.

Евалуација и изгледи за терапевтски ефект

Истражувачите го квантификуваа ефектот од третманот врз оптоварувањето со Aβ во мозокот со споредување на позитронска емисиона томографија со 18F-флубитабан пред и по третманот за да ја проценат разликата во волуменот на Aβ помеѓу третираната област и сличната област А на спротивната страна. Претходните истражувања од истиот тим покажаа дека едноставното фокусирање на ултразвукот може малку да ги намали нивоата на Aβ. Намалувањето забележано во ова испитување беше уште поголемо отколку во претходните студии.

Во иднина, проширувањето на третманот на обете страни на мозокот ќе биде од клучно значење за оценување на неговата ефикасност во одложувањето на прогресијата на болеста. Покрај тоа, потребни се повеќе истражувања за да се утврди долгорочната безбедност и ефикасност, а мора да се развијат и економични терапевтски уреди кои не се потпираат на онлајн МРИ упатства за поширока достапност. Сепак, наодите предизвикаа оптимизам дека третманот и лековите што го отстрануваат Aβ на крајот би можеле да ја забават прогресијата на Алцхајмеровата болест.