كيف يمكن أن تساعد الموجات فوق الصوتية في كبح مرض باركنسون

هناك عائقان رئيسيان أمام تطوير عقاقير فعالة لمرض الزهايمر وباركنسون وأمراض أخرى تدمر الدماغ. الأول هو التغلب على الحاجز الدموي الدماغي ، والثاني هو توصيل الدواء إلى مكان محدد والتأكد من عدم انتشاره إلى باقي أجزاء الدماغ.

يجد بحث جديد طريقة لاستهداف مواقع أكثر دقة في الأدمغة مع مرض باركنسون.

الآن ، يمكن أن يكون النهج الجديد الذي يستخدم أشعة الموجات فوق الصوتية والفقاعات الدقيقة طريقة غير باضعة لتوصيل الأدوية بأمان إلى مواقع محددة في الدماغ.

تسمى هذه التقنية الموجات فوق الصوتية المركزة (FUS) وهي تعد بفتح الباب أمام آلاف الأدوية التي يمكن أن تعالج مجموعة من أمراض الدماغ إذا تمكنت من عبور الحاجز الدموي الدماغي.

أظهر العلماء في جامعة كولومبيا في مدينة نيويورك الذين طوروا جهاز FUS أنه ساعد في الحد من تطور مرض باركنسون المبكر وتحسين وظائف المخ لدى الفئران.

يصفون النتائج في الآونة الأخيرة مجلة الإصدار المراقب ورقة دراسة.

تفتح تقنية FUS مؤقتًا الحاجز الدموي الدماغي في جزء معين من الدماغ للسماح للأدوية بالوصول إلى هذا الجزء فقط.

فتح الحاجز الدموي الدماغي

الحاجز الدموي الدماغي هو سمة معقدة للأوعية الدموية التي تغذي الدماغ وبقية الجهاز العصبي المركزي.

يمنع الحاجز دخول مسببات الأمراض والمواد الضارة المحتملة من مجرى الدم إلى النسيج الوظيفي للدماغ.

تعمل تقنية FUS على إرسال نبضات الموجات فوق الصوتية عبر الجمجمة إلى موقع دقيق في الدماغ. عندما تلتقي النبضات بالفقاعات الدقيقة التي حقنها العلماء في مجرى الدم ، فإنها تتسبب في تأرجح الفقاعات الدقيقة بين جدران الأوعية الدموية الدقيقة.

تسبب الفقاعات الدقيقة المتذبذبة زيادة عكوسة في نفاذية الحاجز الدموي الدماغي في ذلك المكان.

عندما تتوقف أشعة FUS ، تتوقف الفقاعات الدقيقة عن التذبذب ، ويغلق الوصول المؤقت عبر الحاجز الدموي الدماغي.

يرسل FUS الجينات والبروتينات إلى الدماغ

في الدراسة الأخيرة ، ركز الفريق على مرض باركنسون. أظهروا أنه يمكنهم استخدام FUS لتوصيل الجينات والبروتينات المعدلة للدماغ عبر الحاجز الدموي الدماغي.

بمجرد عبور الحاجز ، استعادت الجينات والبروتينات جزئيًا مسارات إفراز الدوبامين في الدماغ. يعد فقدان القدرة على صنع الدوبامين - وهو ناقل كيميائي مهم للتحكم في الحركة - سمة مبكرة لمرض باركنسون.

لاحظ الباحثون أيضًا انخفاضًا في بعض الأعراض السلوكية لمرض باركنسون في الفئران.

تقول إليسا كونوفاغو ، أحد كبار مؤلفي الدراسة ، وهي أستاذة في الهندسة الطبية الحيوية وكذلك في علم الأشعة: "لقد وجدنا تحسنًا سلوكيًا وتشريحيًا في الخلايا العصبية في الدماغ".

تقول الأستاذة كونوفاغو إنها وفريقها هم أول من استخدم الأدوية المتاحة لاستعادة مسار إفراز الدوبامين في مرض باركنسون المبكر.

منحت إدارة الغذاء والدواء (FDA) في الولايات المتحدة الباحثين للتو إعفاءًا من جهاز التحقيق حتى يتمكنوا من اختباره على السلامة كطريقة لإيصال الأدوية إلى الأشخاص المصابين بمرض الزهايمر.

نظام محمول للعلاجات المنزلية

فريق البروفيسور كونوفاغو هو المجموعة الوحيدة في الولايات المتحدة التي حصلت على موافقة من إدارة الغذاء والدواء لتجربة فتح الحاجز الدموي الدماغي باستخدام الموجات فوق الصوتية. يستخدم الآخرون الذين يعملون في هذا المجال الجسيمات النانوية لفتح الحاجز الدموي الدماغي أو التصوير بالرنين المغناطيسي لتوجيه الإجراء.

جهاز FUS الذي طورته الأستاذة كونوفاغو وفريقها أصغر وأسرع وأرخص. يستخدم محول طاقة أحادي العنصر بدلاً من خوذة تحتوي على أكثر من 1000 عنصر. كما أن "نظام الملاحة العصبية" الخاص به لا يتطلب التصوير بالرنين المغناطيسي. يشبهه الفريق بالذي يستخدمه جراحو الأعصاب إلا أنه يستخدم محول طاقة بالموجات فوق الصوتية بدلاً من أداة جراحية.

يتصور الفريق نظام FUS محمول يمكن للأطباء بسهولة الدخول والخروج من غرف المرضى في المستشفى ، وفي يوم من الأيام ، حتى داخل منازلهم وخارجها. بالإضافة إلى ذلك ، يستغرق وقت العلاج حوالي نصف ساعة فقط بدلاً من 3 أو 4 ساعات اللازمة لإجراء موجّه بالتصوير بالرنين المغناطيسي.

بعد التجربة على مرضى الزهايمر ، يخطط البروفيسور كونوفاغو لاختبار الجهاز على الأشخاص المصابين بمرض باركنسون.

"لقد تمكنا من كبح التطور السريع للتنكس العصبي مع تحسين وظيفة الخلايا العصبية. نتوقع أن تفتح دراستنا طرقًا علاجية جديدة للعلاج المبكر لأمراض الجهاز العصبي المركزي ".

البروفيسور إليسا كونوفاغو