Alzheimer, Parkinson ve beyni tahrip eden diğer hastalıkları iyileştirmek için etkili ilaçlar yapmanın önünde iki engel vardır. Birincisi, kan-beyin bariyerini aşmak, ikincisi ise ilacı doğru yere ulaştırmak ve beynin geri kalanına yayılmamasını sağlamak.
Şimdi, ultrason ışınlarını ve mikro kabarcıkları kullanan yeni bir yaklaşım, ilaçları beyindeki hassas yerlere güvenle ulaştırmanın bir yolunu bulabilir.
Buna Fokuslu Ultrason (FUS) denir ve kan-beyin bariyerini aşabilirlerse, çeşitli beyin koşullarını tedavi edebilecek binlerce ilaca kapı açabilir.
FUS cihazını geliştiren New York Columbia Üniversitesi’ndeki bilim adamları, artık Parkinson hastalığının ilerlemesini engellediğini ve fareler üzerinde yapılan deneylerde farelerin beyin işlevini iyileştirmeye yardımcı olduğunu göstermiştir.
Sonuçları en son Journal of Controlled Release çalışma belgesinde açıklarlar.
FUS tekniği, ilaçların sadece bu bölüme ulaşmasını sağlamak için beynin belirli bir bölümündeki kan-beyin bariyerini geçici olarak aşar.
Kan-Beyin Bariyerini Aşmak
Kan-beyin bariyeri, beyni ve merkezi sinir sisteminin geri kalanını besleyen kan damarlarının karmaşık bir özelliğidir.
Bariyer, patojenlerin ve potansiyel olarak zararlı maddelerin, kan dolaşımından parankimaya veya beynin işlevsel dokusuna geçmesini önler.
FUS tekniği, kafatasındaki ultrason darbelerini beyinde kesin bir yere ışınlar. Ultrason titreşimleri, bilim adamlarının kana enjekte ettikleri mikro kabarcıklarla karşılaştığında, mikro kabarcıkların minik kan damarlarının duvarları arasında salınmasına neden olur.
Salınımlı mikro kabarcıklar, o bölgedeki kan-beyin bariyerinin geçiçi olarak açılmasına neden olur.
FUS titreşimleri durduğunda, mikro-kabarcıklar salınmayı durdurur ve kan-beyin bariyerinden geçiş kapanır.
FUS, Beyne Gen ve Protein Gönderir
Son çalışma için, ekip Parkinson hastalığına odaklandı. Beyni iyileştiren genleri ve proteinleri kan-beyin bariyeri boyunca iletmek için FUS kullanabileceklerini gösterdiler.
Bariyer boyunca, genler ve proteinler kısmen beyindeki dopamin salgılama yollarını onarıyorlar. Hareket kontrolü için önemli olan kimyasal bir haberci olan dopamin salgılama kabiliyetinin zarar görmesi, Parkinson hastalığının erken bir belirtisidir.
Araştırmacılar ayrıca farelerde Parkinson hastalığının davranışsal semptomlarının bazılarında azalma gördüler.
Biyomedikal mühendisliği ve radyoloji profesörü olan kıdemli çalışma yazarlarından Elisa Konofagou, “Beyinde hem davranışsal hem de anatomik nöronal gelişmeler bulduk” diyor.
Prof. Konofagou, o ve ekibinin, Parkinson hastalığının erken dönemlerinde dopamin salgılama yöntemini restore etmek için bulunan ilk ilacı test ettiklerini ifade ediyor.
Evde Tedaviler için Taşınabilir Sistem
Prof. Konofagou’nun takımı, ABD’de FDA’dan ultrason kullanarak kan-beyin bariyerini açma denemesine onay alan tek gruptur. Bu alanda çalışan diğerleri, prosedürü yönlendirmek için kan-beyin bariyerini veya MRG’yi açmak için nanoparçacıkları kullanır.
Konofagou ve ekibinin geliştirdiği FUS cihazı daha küçük, daha hızlı ve daha ucuz. 1000 öğenin üzerinde bir kask muhafazası yerine tek elemanlı bir dönüştürücü kullanır. Ayrıca, “nöronavigasyon sistemi” MRG gerektirmez. Ekip, beyin cerrahlarının cerrahi alet yerine kullandıkları ultrason transdüseriye benziyor.
Ekip, doktorların hastanede hasta odalarına kolayca girip çıkabileceklerini ve bir gün evlerinde bile rahatlıkla kullanabilecekleri taşınabilir bir FUS sistemi öngörüyor. Ek olarak, tedavi süresi, MRG rehberli bir prosedür için gerekli olan 3 veya 4 saat yerine sadece yaklaşık yarım saat sürüyor.
Alzheimer’lı kişilerde yapılan denemenin ardından Prof. Konofagou, cihazı Parkinson hastalığı olan kişilerde test etmeyi planlıyor.
“Nöron fonksiyonunu geliştirirken nörodejenerasyonun hızlı ilerlemesini durdurabildik. Çalışmamızın merkezi sinir sistemi hastalıklarının erken tedavisi için yeni tedavi yolları açacağını umuyoruz.” diyor Elisa Konofagou
Medical News Today, How ultrasound could help curb Parkinson’s, 2019.