В настоящее время ученые используют длинноволновые импульсы ультразвука для доставки лекарств, которые могут вызывать побочные эффекты. Эти новые данные компании Imperial о более коротковолновых импульсах могут иметь значение для того, как лекарства используются для помощи пациентам с болезнью Альцгеймера и другими неврологическими заболеваниями.
Неврологические заболевания, такие как болезнь Альцгеймера, трудно лечить с помощью лекарств, потому что они часто блокируются защитной мембраной, известной как гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Этот слой окружает кровеносные сосуды головного мозга и позволяет очень немногим молекулам проходить в мозг из крови. Это защищает мозг от вредных веществ, но также может препятствовать попаданию лекарств туда, где они могут действовать.
Одним из направлений исследований является вскрытие ГЭБ, позволяющее наркотикам проникать в мозг. Это делается путем введения мышам крошечных пузырьков, или «микропузырьков», перед подачей длинноволновых импульсов ультразвукового излучения в мозг.
Ультразвуковые импульсы изменяют давление в кровеносном сосуде, заставляя микропузырьки расширяться и сжиматься. При этом они осторожно открывают BBB.
Однако длинные импульсы длятся не менее десяти миллисекунд за раз, что может вызвать побочные эффекты. Чем дольше ГЭБ остается открытым, тем больше вероятность повреждения тканей и попадания вредных молекул в мозг.
Теперь, в новом исследовании, опубликованном в журнале Radiology, ведущий автор д-р. Джеймс Чой и его коллеги из Imperial сравнили длинноволновый ультразвук с более коротковолновыми и более быстрыми ультразвуковыми импульсами. Они обнаружили, что их новый метод более эффективен и потенциально намного безопаснее, чем существующие методы.
Исследование проводится Имперским колледжем Лондона и финансируется Alzheimer’s Research UK.
Ведущий автор д-р. Чой из отдела биоинженерии Imperial сказал: "Теперь мы нашли, казалось бы, эффективный способ доставки потенциально эффективных лекарств туда, где они должны быть."
Исследователи ввели микропузырьки 28 мышам, а затем использовали коротковолновые импульсы на 14 мышах и длинноволновые импульсы на остальных 14.
Они обнаружили, что коротковолновые импульсы эффективно доставляют лекарства по всему мозгу без повреждения окружающих тканей, которое может быть вызвано более длинными волнами. BBB также вернулся в свое обычное закрытое состояние в течение десяти минут, что минимизировало потенциальный ущерб.
Доктор. Чой объяснил: "Гематоэнцефалический барьер относительно просто открыть, но современные методы не могут сделать это безопасно – вот почему мы не смогли использовать их на людях без побочных эффектов."
Исследователи говорят, что новые результаты могут в конечном итоге привести к новым методам доставки лекарств в человеческий мозг в таких случаях, как болезнь Альцгеймера, рак мозга и другие заболевания, связанные с мозгом.
Доктор. Цой сказал: "Наш новый способ применения ультразвука может, после дальнейших исследований, буквально открыть мозг для всех видов лекарств, которые мы ранее игнорировали.
"Многие потенциальные лекарства, которые выглядели многообещающими в лабораторных условиях, так и не стали использоваться людьми – возможно, потому, что они были заблокированы гематоэнцефалическим барьером, когда дело дошло до использования их у людей.
Доктор. Сара Имарисио, руководитель отдела исследований Alzheimer’s Research UK, сказала: "Поскольку более 550 000 человек в Великобритании живут с болезнью Альцгеймера и в настоящее время не имеют лечения, чтобы замедлить или остановить болезнь, нам срочно необходимы исследования, которые помогут доставить лекарства, изменяющие жизнь.
"Хотя гематоэнцефалический барьер защищает мозг от повреждений и инфекций, он очень затрудняет доставку лечения в мозг. Хотя это исследование, посвященное изучению того, как мы можем проникнуть через гематоэнцефалический барьер, было проведено на мышах, это важный шаг, прежде чем технология, подобная этой, может быть протестирована на людях.
"Alzheimer’s Research UK стремится к открытию лекарств от деменции, и жизненно важно, чтобы мы продолжали изучать все возможные углы, чтобы помочь сделать настоящие прорывы для людей, живущих с деменцией."