In che modo gli ultrasuoni potrebbero aiutare a frenare il Parkinson
Ci sono due principali ostacoli allo sviluppo di farmaci efficaci per l'Alzheimer, il Parkinson e altre malattie che distruggono il cervello. Il primo è superare la barriera emato-encefalica e il secondo è fornire il farmaco in una posizione precisa e garantire che non si diffonda al resto del cervello.
Ora, un nuovo approccio che utilizza fasci di ultrasuoni e microbolle potrebbe essere un modo non invasivo per somministrare farmaci in modo sicuro a posizioni precise nel cervello.
La tecnica si chiama ultrasuoni focalizzati (FUS) e promette di aprire la porta a migliaia di farmaci che potrebbero trattare una serie di condizioni cerebrali se potessero attraversare la barriera emato-encefalica.
Gli scienziati della Columbia University nella città di New York che hanno sviluppato il dispositivo FUS hanno ora dimostrato che ha contribuito a frenare la progressione precoce della malattia di Parkinson e migliorare la funzione cerebrale nei topi.
Descrivono i risultati in un recente Journal of Controlled Release documento di studio.
La tecnica FUS apre temporaneamente la barriera emato-encefalica in una parte specifica del cervello per consentire ai farmaci di raggiungere solo quella parte.
Apertura della barriera emato-encefalica
La barriera emato-encefalica è una caratteristica complessa dei vasi sanguigni che alimentano il cervello e il resto del sistema nervoso centrale.
La barriera impedisce agli agenti patogeni e alle sostanze potenzialmente dannose di attraversare il flusso sanguigno nel parenchima, o tessuto funzionale, del cervello.
La tecnica FUS trasmette impulsi ultrasonici attraverso il cranio in una posizione precisa nel cervello. Quando gli impulsi incontrano le microbolle che gli scienziati hanno iniettato nel flusso sanguigno, fanno oscillare le microbolle tra le pareti dei minuscoli vasi sanguigni.
Le microbolle oscillanti provocano un aumento reversibile della permeabilità della barriera emato-encefalica in quella posizione.
Quando i raggi FUS si interrompono, le microbolle smettono di oscillare e l'accesso temporaneo attraverso la barriera emato-encefalica si chiude.
FUS invia geni e proteine nel cervello
Per il recente studio, il team si è concentrato sulla malattia di Parkinson. Hanno dimostrato di poter utilizzare FUS per fornire geni e proteine che alterano il cervello attraverso la barriera emato-encefalica.
Una volta attraversata la barriera, i geni e le proteine hanno parzialmente ripristinato le vie di rilascio della dopamina nel cervello. La perdita della capacità di produrre dopamina, un messaggero chimico importante per il controllo del movimento, è una caratteristica precoce della malattia di Parkinson.
I ricercatori hanno anche visto riduzioni di alcuni dei sintomi comportamentali della malattia di Parkinson nei topi.
"Abbiamo riscontrato miglioramenti neuronali sia comportamentali che anatomici nel cervello", afferma Elisa Konofagou, uno degli autori senior dello studio, professore di ingegneria biomedica e anche di radiologia.
La professoressa Konofagou afferma che lei e il suo team sono i primi a utilizzare i farmaci disponibili per ripristinare un percorso di rilascio della dopamina nella malattia di Parkinson precoce.
La Food and Drug Administration (FDA) negli Stati Uniti ha appena concesso ai ricercatori un'esenzione per i dispositivi investigativi in modo che possano testarla sulla sicurezza come un modo per somministrare farmaci a persone con malattia di Alzheimer.
Sistema portatile per trattamenti domiciliari
Il team del Prof. Konofagou è l'unico gruppo negli Stati Uniti che ha ottenuto l'approvazione dalla FDA per la sperimentazione di apertura della barriera emato-encefalica utilizzando gli ultrasuoni. Altri che stanno lavorando in questo campo utilizzano nanoparticelle per aprire la barriera emato-encefalica o la risonanza magnetica per guidare la procedura.
Il dispositivo FUS che il Prof. Konofagou e il suo team hanno sviluppato è più piccolo, più veloce e più economico. Utilizza un trasduttore a elemento singolo invece di un casco che ospita oltre 1.000 elementi. Inoltre, il suo "sistema di neuronavigazione" non richiede la risonanza magnetica. Il team lo paragona a quello utilizzato dai neurochirurghi, tranne per il fatto che utilizza un trasduttore a ultrasuoni invece di uno strumento chirurgico.
Il team prevede un sistema FUS portatile che i medici possano facilmente entrare e uscire dalle stanze dei pazienti in un ospedale e, un giorno, anche dentro e fuori le loro case. Inoltre, il tempo di trattamento dura solo mezz'ora circa invece delle 3 o 4 ore necessarie per una procedura guidata dalla risonanza magnetica.
Dopo la sperimentazione su persone con Alzheimer, il Prof. Konofagou prevede di testare il dispositivo su persone con malattia di Parkinson.
“Siamo stati in grado di frenare la rapida progressione della neurodegenerazione migliorando al contempo la funzione neuronale. Ci aspettiamo che il nostro studio apra nuove strade terapeutiche per il trattamento precoce delle malattie del sistema nervoso centrale ".
Prof. Elisa Konofagou
