Улучшение проникновения лекарственной терапии в черную субстанцию с использованием фокусированного ультразвука при ранней форме болезни Паркинсона.
Предпосылки для проведения исследования:
Под воздействием фокусированного ультразвука внутривенно введенные микропузырьки (microbubles) вызывают обратимое открытие гематоэнцефалического барьера, что позволяет лекарственным препаратам проникать в головной мозг и оказывать лечебное воздействие, но только в определенных участках, где требуется терапевтической воздействие.
Клинические испытания с использованием фокусированного ультразвука и микропузырьков для улучшения проникновения лекарственной терапии в головной мозг у пациентов с болезнью Альцгеймера показали высокую эффективность.
Краткая информационная справка:
Гематоэнцефалический барьер – тонкая мембрана, которая отделяет центральную нервную систему (головной и спинной мозг) от системы кровообращения и препятствует проникновению молекул с диаметром более 400. Однако многие лекарственные препараты не проходят этот барьер из-за массы своих молекул.
Микропузырьки (microbubbles) – округлые вещества, синтезированные из белка, размером с человеческий эритроцит, которые вводятся внутривенно в систему кровообращения и безопасно циркулируют по кровеносной системе. Их поверхность отражает направленный ультразвук и повреждает стенку кровеносного сосуда. Через полученное отверстие лекарственные вещества проникают в вещество головного мозга [1].
Неспособность преодолеть гематоэнцефалический барьер лекарственными препаратами препятствует разработке успешных методов лечения пациентов с нейродегенеративными нарушениями, такими как болезнь Паркинсона.
Стремясь улучшить доставку лечения в мозг, команда из Columbia Engineering использовала транскраниальный фокусированный ультразвук в сочетании с внутривенно введенными микропузырьками, содержащими нейротрофические факторы, чтобы создать временные отверстия в гематоэнцефалическом барьере.
Нейротрофические факторы представляют собой семейство молекул, в основном небольших белков, которые поддерживают рост, выживание и дифференцировку, как развивающихся, так и зрелых нейронов. В качестве нейротрофических веществ в исследовании использовались глиотический нейротрофический фактор и нейротурин, которые положительно влияли на животных моделях Паркинсона.
Ранее исследователи уже доказали, что фокусированный ультразвук облегчал доставку нейротурина в ключевые области, ответственные за развитие болезни Паркинсона в мозге мышей. Ученые использовали модель ранней стадии болезни Паркинсона у мышей, чтобы проверить, улучшается ли доставка нейротрофических веществ в черную субстанцию и дорсальный стриатум под воздействием фокусированного ультразвука и микропузырьков.
В отличие от только ультразвуковых или нейротрофических факторов, их комбинация уменьшает повреждение, позволяя проникать этим молекулам в мозг. Исследователи обнаружили увеличение количества нервных клеток и нервных волокон, а также повышение уровня дофамина при использовании комбинированного лечения.
Результаты данного исследования свидетельствуют о том, что применение фокусированного ультразвука на ранних стадиях болезни Паркинсона улучшает доставку нейротрофических веществ в головной мозг, которые блокируют быстрое прогрессирование нейродегенерации при одновременном улучшении функции нейронов.
Это первый случай, когда кто-либо смог восстановить допаминергический путь с помощью доступных лекарств на ранних стадиях болезни Паркинсона», – сказала Э. Конофагу, ведущий автор исследования в пресс-релизе. Исследование показало, что использование фокусированного ультразвука в сочетании с внутривенной инъекцией микропузырьков улучшало проникновение лекарственной терапии в головной мозг мышей, у которых была вызвана ранняя форма болезни Паркинсона. Данная научная работа открывает новые терапевтические возможности для раннего лечения заболеваний центральной нервной системы!
Журнал – Journal of Controlled Release, № 303, стр. 289-301. xs10.06. 2019.URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168365919301907?via%3Dihub