Bagaimana ultrasound dapat membantu mengekang Parkinson
Terdapat dua halangan utama untuk mengembangkan ubat yang berkesan untuk penyakit Alzheimer, Parkinson, dan penyakit lain yang merosakkan otak. Yang pertama adalah mengatasi penghalang darah-otak, dan yang kedua adalah menyampaikan ubat ke lokasi yang tepat dan memastikannya tidak merebak ke seluruh otak.
Sekarang, pendekatan baru yang menggunakan sinar ultrabunyi dan gelembung mikro boleh menjadi cara yang tidak invasif untuk menyampaikan ubat dengan selamat ke lokasi yang tepat di otak.
Teknik ini disebut ultrasound terfokus (FUS) dan menjanjikan untuk membuka pintu kepada ribuan ubat yang dapat merawat pelbagai keadaan otak jika mereka dapat melintasi penghalang darah-otak.
Para saintis di Universiti Columbia di kota New York yang mengembangkan peranti FUS kini telah menunjukkan bahawa ia membantu membendung perkembangan penyakit Parkinson awal dan meningkatkan fungsi otak pada tikus.
Mereka menerangkan hasilnya baru-baru ini Jurnal Pelepasan Terkawal kertas kajian.
Teknik FUS secara sementara membuka penghalang darah-otak di bahagian otak tertentu untuk membolehkan ubat sampai ke bahagian itu sahaja.
Membuka penghalang darah-otak
Penghalang darah-otak adalah ciri kompleks saluran darah yang memberi makan otak dan seluruh sistem saraf pusat.
Penghalang menghalang patogen dan bahan berbahaya yang berpotensi menyeberang dari aliran darah ke parenkim, atau tisu berfungsi, otak.
Teknik FUS memancarkan denyutan ultrasound melalui tengkorak ke lokasi tepat di otak. Apabila denyut nadi memenuhi gelembung mikro yang telah disuntikkan saintis ke dalam aliran darah, ia menyebabkan gelembung mikro bergetar di antara dinding saluran darah kecil.
Gelembung mikro berayun menyebabkan peningkatan kebolehtelapan penghalang darah-otak di lokasi tersebut.
Apabila pancaran FUS berhenti, gelembung mikro berhenti berayun, dan akses sementara melalui penghalang darah-otak ditutup.
FUS menghantar gen dan protein ke otak
Untuk kajian baru-baru ini, pasukan memberi tumpuan kepada penyakit Parkinson. Mereka menunjukkan bahawa mereka dapat menggunakan FUS untuk menyampaikan gen dan protein yang mengubah otak melintasi penghalang darah-otak.
Setelah melintasi halangan, gen dan protein sebahagiannya memulihkan jalan pembebasan dopamin di otak. Kehilangan keupayaan untuk membuat dopamin - utusan kimia yang penting untuk mengawal pergerakan - adalah ciri awal penyakit Parkinson.
Para penyelidik juga melihat pengurangan beberapa gejala tingkah laku penyakit Parkinson pada tikus.
"Kami menemui peningkatan tingkah laku dan anatomi neuron di otak," kata Elisa Konofagou, salah seorang penulis kajian kanan yang merupakan profesor kejuruteraan bioperubatan dan juga radiologi.
Prof Konofagou mengatakan bahawa dia dan pasukannya adalah yang pertama menggunakan ubat yang ada untuk memulihkan jalan pembebasan dopamin pada penyakit Parkinson awal.
Pentadbiran Makanan dan Dadah (FDA) di Amerika Syarikat baru-baru ini memberikan pengecualian Perangkat Penyiasatan kepada para penyelidik agar mereka dapat mengujinya dengan selamat sebagai cara untuk menyampaikan ubat pada orang dengan penyakit Alzheimer.
Sistem mudah alih untuk rawatan di rumah
Pasukan Prof Konofagou adalah satu-satunya kumpulan di A.S. yang telah mendapat persetujuan dari FDA untuk percubaan membuka penghalang darah-otak dengan menggunakan ultrasound. Orang lain yang bekerja di bidang ini menggunakan nanopartikel untuk membuka penghalang darah-otak atau MRI untuk membimbing prosedur.
Peranti FUS yang dihasilkan oleh Prof Konofagou dan pasukannya lebih kecil, lebih pantas dan lebih murah. Ia menggunakan transduser elemen tunggal dan bukannya topi keledar lebih daripada 1,000 elemen. Juga, "sistem neuronavigasi" tidak memerlukan MRI. Pasukan ini menyamakannya dengan yang digunakan oleh pakar bedah saraf kecuali bahawa ia menggunakan transduser ultrasound dan bukannya alat pembedahan.
Pasukan ini membayangkan sistem FUS mudah alih yang boleh dilakukan oleh doktor dengan mudah masuk dan keluar dari bilik pesakit di hospital, dan suatu hari, walaupun di dalam dan di luar rumah mereka. Di samping itu, masa rawatan hanya berlangsung sekitar setengah jam dan bukannya 3 atau 4 jam yang diperlukan untuk prosedur yang dipandu MRI.
Selepas percubaan pada orang dengan Alzheimer, Prof Konofagou merancang untuk menguji alat tersebut pada orang yang menghidap penyakit Parkinson.
"Kami dapat mengekang perkembangan neurodegenerasi yang cepat sambil meningkatkan fungsi neuron. Kami menjangkakan kajian kami akan membuka jalan terapi baru untuk rawatan awal penyakit sistem saraf pusat. "
Prof Elisa Konofagou
