Hoe echografie kan helpen bij het beteugelen van Parkinson
Er zijn twee grote struikelblokken voor het ontwikkelen van effectieve medicijnen voor de ziekte van Alzheimer, Parkinson en andere ziekten die de hersenen vernietigen. De eerste is het overwinnen van de bloed-hersenbarrière, en de tweede is het afleveren van het medicijn op een precieze locatie en ervoor te zorgen dat het zich niet naar de rest van de hersenen verspreidt.
Nu zou een nieuwe benadering die gebruikmaakt van ultrasone stralen en microbellen een niet-invasieve manier kunnen zijn om medicijnen veilig af te leveren op precieze locaties in de hersenen.
De techniek wordt gefocusseerde echografie (FUS) genoemd en belooft de deur te openen voor duizenden medicijnen die een reeks hersenaandoeningen zouden kunnen behandelen als ze de bloed-hersenbarrière zouden kunnen passeren.
De wetenschappers van Columbia University in de stad New York die het FUS-apparaat hebben ontwikkeld, hebben nu aangetoond dat het hielp om de progressie van de vroege ziekte van Parkinson te beteugelen en de hersenfunctie bij muizen te verbeteren.
Ze beschrijven de resultaten in een recent Journal of Controlled Release studiepapier.
De FUS-techniek opent tijdelijk de bloed-hersenbarrière in een specifiek deel van de hersenen zodat medicijnen precies dat deel kunnen bereiken.
De bloed-hersenbarrière openen
De bloed-hersenbarrière is een complex kenmerk van de bloedvaten die de hersenen en de rest van het centrale zenuwstelsel voeden.
De barrière voorkomt dat ziekteverwekkers en mogelijk schadelijke stoffen vanuit de bloedbaan naar het parenchym of functionele weefsel van de hersenen gaan.
De FUS-techniek straalt ultrasone pulsen door de schedel naar een precieze locatie in de hersenen. Wanneer de pulsen microbellen ontmoeten die wetenschappers in de bloedbaan hebben geïnjecteerd, zorgen ze ervoor dat de microbellen oscilleren tussen de wanden van de kleine bloedvaten.
De oscillerende microbellen zorgen voor een omkeerbare toename van de doorlaatbaarheid van de bloed-hersenbarrière op die plek.
Wanneer de FUS-stralen stoppen, stoppen de microbellen met oscilleren en wordt de tijdelijke toegang door de bloed-hersenbarrière gesloten.
FUS stuurt genen en eiwitten de hersenen in
Voor de recente studie concentreerde het team zich op de ziekte van Parkinson. Ze toonden aan dat ze FUS konden gebruiken om hersenveranderende genen en eiwitten door de bloed-hersenbarrière te sturen.
Eenmaal over de barrière herstelden de genen en eiwitten gedeeltelijk de dopamine-afgevende paden in de hersenen. Verlies van het vermogen om dopamine te maken - een chemische boodschapper die belangrijk is voor het beheersen van beweging - is een vroeg kenmerk van de ziekte van Parkinson.
De onderzoekers zagen ook afname van enkele van de gedragssymptomen van de ziekte van Parkinson bij de muizen.
"We vonden zowel gedrags- als anatomische neuronale verbeteringen in de hersenen", zegt Elisa Konofagou, een van de senior auteurs van het onderzoek die hoogleraar biomedische technologie en ook radiologie is.
Prof. Konofagou zegt dat zij en haar team de eersten zijn die beschikbare medicijnen gebruiken om een dopamine-vrijmakende route te herstellen bij de vroege ziekte van Parkinson.
De Food and Drug Administration (FDA) in de Verenigde Staten heeft de onderzoekers zojuist een Investigational Device Exemption verleend, zodat ze het op veiligheid kunnen testen als een manier om medicijnen toe te dienen aan mensen met de ziekte van Alzheimer.
Draagbaar systeem voor thuisbehandelingen
Het team van prof.Konofagou is de enige groep in de VS die goedkeuring heeft gekregen van de FDA om te testen of de bloed-hersenbarrière met behulp van echografie wordt geopend. Anderen die op dit gebied werken, gebruiken nanodeeltjes om de bloed-hersenbarrière te openen of MRI om de procedure te begeleiden.
Het FUS-apparaat dat Prof. Konofagou en haar team hebben ontwikkeld, is kleiner, sneller en goedkoper. Het maakt gebruik van een transducer met één element in plaats van een helm die meer dan 1.000 elementen bevat. Bovendien heeft het "neuronavigatiesysteem" geen MRI nodig. Het team vergelijkt het met het instrument dat neurochirurgen gebruiken, behalve dat het een ultrasone transducer gebruikt in plaats van een chirurgisch instrument.
Het team stelt zich een draagbaar FUS-systeem voor waarmee dokters gemakkelijk de kamers van patiënten in een ziekenhuis kunnen in en uit kunnen rijden, en op een dag zelfs in en uit hun huis. Bovendien duurt de behandeltijd slechts ongeveer een half uur in plaats van de 3 of 4 uur die nodig zijn voor een MRI-geleide procedure.
Na de proef bij mensen met de ziekte van Alzheimer, is prof.Konofagou van plan het apparaat te testen bij mensen met de ziekte van Parkinson.
“We waren in staat om de snelle progressie van neurodegeneratie te beteugelen en tegelijkertijd de neuronale functie te verbeteren. We verwachten dat onze studie nieuwe therapeutische wegen zal openen voor de vroege behandeling van ziekten van het centrale zenuwstelsel. "
Prof. Elisa Konofagou
