Eine neue Technik, die von Elisa Konofagou , Professor für Biomedizinische Technik und entwickelt Radiologie dem Druck einer - an der Columbia Technik, zum ersten Mal, dass die Größe der Moleküle durchdringen die Blut- Hirn-Schranke (BBB) kann unter Verwendung von akustischen Druck gesteuert werden nachgewiesen Ultraschall Strahl - auf bestimmte Moleküle durchlassen . Die Studie wurde in der jüngsten Ausgabe des Journal of Cerebral Blood Flow veröffentlicht
"Dies ist ein wichtiger Durchbruch bei der Anreise nach bestimmten Teilen des Gehirns lieferte Medikamente präzise , nicht-invasiv und sicher und kann bei der Behandlung von zentralen Nervensystems Krankheiten wie Parkinson und Alzheimer helfen", sagt Konofagou , dessen National Institutes of Health Research Project Grant ( R01 ) Finanzierung gerade für weitere vier Jahre für eine zusätzliche $ 2.220.000 erneuert . Die Auszeichnung ist für die Forschung , um die Rolle der Mikrobläschen bei der Kontrolle sowohl der Wirksamkeit und Sicherheit der Arzneimittelsicherheit durch die BBB einer spezifischen Anwendung für die Behandlung der Parkinson-Krankheit zu bestimmen.
Die meisten kleinen - und alle großen - molekulare Medikamente derzeit nicht durchdringen die Blut -Hirn-Schranke , die zwischen dem Gefäßbett und das Hirngewebe sitzt . " Im Ergebnis " Konofagou erklärt: " Alle Zentralnervensystemkrankheiten bleiben besten undertreated . Zum Beispiel wissen wir, dass die Parkinson-Krankheit würde durch Abgabe therapeutischer Moleküle an die Neuronen zu profitieren , um ihre langsamen Tod zu verhindern. Aber wegen der nahezu undurchlässige Barriere , diese Medikamente können nur das Gehirn erreichen durch Direkteinspritzung und dass Anästhesie und Bohren des Schädels und gleichzeitig das Risiko von Infektionen erhöht und die Begrenzung der Anzahl der Injektionsstellen und transkranielle Injektionen erfordert selten arbeiten - . nur etwa jeder zehnte ist erfolgreich. "
Fokussierten Ultraschall in Verbindung mit Mikrobläschen - gasgefüllte Blasen durch Protein oder Lipid- beschichteten Schalen - nach wie vor die einzige Technik, die die BBB sicher und nicht-invasiv durchdringen kann. Wenn Mikrobläschen durch einen Ultraschallstrahlgetroffen wird, beginnen sie, oszillierende und , abhängig von der Größe des Druckes , weiterhin oszillierenden oder kollabieren . Während Forscher haben festgestellt , dass Ultraschall in Kombination mit Mikroblasen Kavitation fokussiert werden erfolgreich bei der Abgabe von therapeutischen Wirkstoffen durch die BBB verwendet werden , fast alle früheren Studien an einer spezifischen großen Mittel, das im Handel erhältlich und weit verbreitet klinisch als Ultraschallkontrast verwendete beschränkt Mittel. Konofagou und ihr Team waren überzeugt, es war ein Weg , um eine Größe steuerbaren BBB Öffnung zu induzieren, die eine wirksamere Methode, um lokalisierte Gehirnarzneimittelabgabezu verbessern.
Konofagou gezielt den Hippocampus , die Speicher Zentrum des Gehirns , und verabreicht unterschiedlich große Zuckermoleküle ( Dextran ) . Sie fand, dass höhere Schalldrücke führte zu größeren Molekülen ansammeln in den Hippocampus , wie durch Fluoreszenz-Bildgebung bestätigt. Dies zeigte, dass der Druck des Ultraschallstrahls in Abhängigkeit von der Größe des Arzneimittels , die an das Gehirn geliefert werden muss, angepasst werden : alle Moleküle Variante Größen konnten die geöffnete Schranke zu durchdringen , aber an unterschiedlichen Drücken, dh kleinen Molekülen an niedrigere Drücke und größere Moleküle bei höheren Drücken .
"Mit dieser Studie konnten wir zeigen , zum ersten Mal , dass wir die BBB Öffnungsgröße durch den Einsatz von Schalldruck zu steuern ", sagt Konofagou . "Wir haben auch gelernt, viel mehr über die physikalischen Mechanismen mit der trans BBB Lieferung von unterschiedlich großen Mitteln verbunden , und das Verständnis der Mechanismen BBB wird uns helfen, Mittel größenspezifische fokussierten Ultraschallbehandlungsprotokollezu entwickeln. "
Konofagou und ihr Ultraschall Elasticity Imaging Laboratory Team planen , auch weiterhin auf die Behandlung von Alzheimer und Parkinson in einer Reihe von Modellen zu arbeiten , und hoffen, dass ihre Technik in klinischen Studien innerhalb der nächsten fünf Jahre zu überprüfen.
" Es ist erschreckend zu denken, dass im 21. Jahrhundert haben wir noch keine Ahnung, jetzt die meisten Hirnerkrankungen zu behandeln", Konofagou hinzufügt. "Aber wir sind sehr aufgeregt , weil wir jetzt ein Tool, das potenziell die gegenwärtigen düsteren Prognosen , die mit einer neurologischen Erkrankung Diagnose kommen verändern könnte . "