Autorzy nowej pracy, która ukazała się w piśmie „Science Advances” liczą na to, że ich nowa metoda wręcz zrewolucjonizuje leczenie schorzeń mózgu - od choroby Alzheimera, przez epilepsje, po nowotwory. Może nawet pomóc w naprawie uszkodzeń wywołanych wylewami.

Bariera krew–mózg to fizyczna i biochemiczna bariera pomiędzy naczyniami krwionośnymi a tkanką nerwową, mająca zabezpieczać układ nerwowy przed szkodliwymi czynnikami, a także umożliwić selektywny transport substancji z krwi do płynu mózgowo-rdzeniowego. Niestety bariera zatrzymuje także wiele leków.

„To jedno z największych, jeśli nie największe wyzwanie w dostarczaniu leków do centralnego układu nerwowego” - mówi jeden z autorów nowej metody, dr Richard J. Price. „Ewolucja dała nam tę barierę, ponieważ centralny układ nerwowy musi być chroniony. Problem polega na tym, że chcemy dostarczyć coś do komórek, a ewolucja przez miliony i miliony lat doskonaliła sposoby, aby to zatrzymać. Zamierzam więc obejść biologię z pomocą fizyki” - wyjaśnia naukowiec.

Naukowcy z University of Virginia stosują silnie skoncentrowaną wiązkę ultradźwięków, aby czasowo otwierać barierę krew-mózg. Taką wiązkę kierują w wybrane miejsce mózgu, a jego reakcje obserwują z pomocą rezonansu magnetycznego (MRI).

„Z pomocą MRI możemy oglądać cel, czy to guz mózgu, czy też część mózgu, którą chcemy poddać terapii genowej. Możemy wybrany obszar wyodrębnić i zaplanować leczenie. Chcemy otworzyć barierę krew-mózg tylko w tym miejscu. Pozostałych 95 proc. mózgu nie dotykamy - wyjaśnia dr Price. - Kiedy zastosujemy skoncentrowane ultradźwięki, otwierają one barierę krew-mózg na kilka godzin. Pozwala to zadziałać terapii genowej, a potem bariera się zamyka”.

Badacze pracują m.in. nad wykorzystaniem ultradźwiękowej wiązki w terapii genowej guzów mózgu dostarczanej z pomocą wnikających głęboko w tkankę nanocząstek. Bariera krew-mózg utrudniała ich transport.

Oprócz otwarcia części mózgu na leki, ultradźwięki mogą również przygotować samą tkankę tak, aby lepiej reagowała na leczenie nanocząstkami z genową terapią.

Ultradźwiękowa metoda może też pomóc np. po udarach. Z jej pomocą naukowcy chcą dostarczać w uszkodzone udarem miejsca cząsteczki, które będą przywoływały naprawcze komórki macierzyste. W tym celu opracowali technikę wykorzystywania ultradźwięków do wprowadzania genów do komórek, lecz bez uszkadzania bariery krew-mózg.

„W przypadku udarów, wiele wysiłku wkłada się w próby zachowania jak największej ilości tkanki nerwowej, np. z pomocą terapii genowej. W naszym laboratorium doszliśmy do wniosku, że być może zdołamy dostarczyć terapię precyzyjnie do komórek, które jej potrzebują, bez niszczenia bariery krew-mózg. Moi studenci wymyślili, jak tego dokonać” - opowiada dr Price.

W nieco podobny sposób badacze chcą skłaniać guzy mózgu do przywoływania niszczących je komórek układu odpornościowego.

„Chcielibyśmy móc umieścić coś w tych komórkach guzów, co pomoże im przyciągać komórki immunologiczne. Mamy wiele dowodów na to, że jeśli chodzi o wewnętrzną budowę guzów, możemy zrobić interesujące rzeczy skoncentrowanymi ultradźwiękami” - twierdzi naukowiec.

Badacze podkreślają, że ich prace znajdują się na wczesnym etapie, ale nowe podejście może odmienić leczenie wielu chorób.

Testy na szczurach pokazały już skuteczność metody w terapii choroby Parkinsona.

Więcej informacji na stronach: https://newsroom.uvahealth.com/2020/05/06/focused-ultrasound-opening-brain-to-impossible-treatments/ https://advances.sciencemag.org/content/6/18/eaay1344

(PAP)

mat/ agt/