Εστιασμένοι υπέρηχοι και μικροφυσαλίδες στη μάχη κατά νευροεκφυλιστικών παθήσεων

Η μέθοδος εφαρμόστηκε σε μελέτες που έγιναν σε ποντίκια με νόσο Alzheimer, νόσο Parkinson καθώς και σε ποντίκια που είχαν νευρογλοίωμα .

Εστιασμένοι υπέρηχοι σε συνδυασμό με μικροφυσαλίδες που μπορούν να ανοίξουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό μπαίνουν στην μάχη κατά των αρχικού σταδίου νευροεκφυλιστικών παθήσεων αλλά και των όγκων του εγκεφάλου.

Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός αποτελεί ένα τεράστιο εμπόδιο στη θεραπεία των παθήσεων αυτών καθώς εμποδίζει την πρόσβαση των περισσότερων φαρμάκων στον εγκεφαλικό παρέγχυμα. Το εμπόδιο αυτό κατάφεραν να ξεπεράσουν οι επιστήμονες “ανοίγοντας” τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό τοπικά και αναστρέψιμα με μη επεμβατικό τρόπο κάνοντας χρήση εστιασμένων υπερήχων σε συνδυασμό με μικροφυσαλίδες. Τα προκλινικά ευρήματα της εφαρμογής εστιασμένων υπερήχων σε συνδυασμό με νευροτροφικό φάρμακο (πρωτεΐνη ή γονίδιο) ή χωρίς φάρμακο στα αρχικά στάδια νευροεκφυλιστικής νόσου, όπως οι νόσοι του Alzheimer και του Parkinson, καθώς και στη θεραπεία γλοιοβλαστώματος (GBM) ,παρουσίασε στο συνέδριο Nanotexnology 2021 η Ελληνίδα καθηγήτρια Βιοϊατρικής Μηχανικής και Ραδιολογίας του Πανεπιστημίου Columbia, Ελίζα Κονοφάγου.

Όπως ανέφερε στο ΑΠΕ-ΜΠΕ, η κ Κονοφάγου με την τεχνική αυτή χορηγούνται ενδοφλέβια μικροφυσαλίδες, οι οποίες ανάλογα με την πάθηση, μπορεί να περιέχουν φάρμακο ή να μην περιέχουν ενώ εξωτερικά χρησιμοποιείται εστιασμένος υπέρηχος. Οι μικροφυσαλίδες αυτές πηγαίνουν σε όλο το σώμα αλλά συντονίζονται με τις συχνότητες του εστιασμένου υπερήχου σε ένα συγκεκριμένο σημείο και εκεί αρχίζουν να ταλαντώνονται και με αυτό τον τρόπο να χαλαρώνουν οι δεσμοί του αιματοεγκεφαλικού φραγμού. Στόχος αυτής της τεχνικής είναι να προκληθεί τοπικά η μεταφορά του φαρμάκου σε συγκεκριμένες περιοχές του εγκεφάλου, όπως ο ιππόκαμπος, η μέλαινα ουσία, που έχουν προσβληθεί από παθήσεις ή στον ίδιο τον όγκο αφήνοντας το υπόλοιπο του εγκεφάλου ανέπαφο. Η μέθοδος αυτή έχει το πλεονέκτημα της αλληλεπίδρασης μεταξύ κυμάτων υπερήχων και μικροφυσαλίδων, το δε αποτέλεσμα, είναι αναστρέψιμο άνοιγμα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού .

«Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός ανοίγει σαν μια πόρτα και στη συνέχεια κλείνει. Μπορούμε να τον ανοίξουμε λίγο όταν θέλουμε να περάσει μικρό σε όγκο φάρμακο ή να την ανοίξουμε περισσότερο όταν θέλουμε να περάσει μεγαλύτερου όγκου φάρμακο” εξηγεί η κ. Κονοφάγου.

Η μέθοδος εφαρμόστηκε σε μελέτες που έγιναν σε ποντίκια με νόσο Alzheimer, νόσο Parkinson καθώς και σε ποντίκια που είχαν νευρογλοίωμα .

Σε ότι αφορά τη νόσο Alzheimer, η μελέτη σε ποντίκια έδειξε ότι υπήρξε η ανοσοαπόκριση με τη μορφή ενεργοποίησης και πολλαπλασιασμού μικρογλοιών, η οποία φαίνεται να είναι επαρκής για τη μείωση του φορτίου αμυλοειδούς και της Ταυ πρωτεϊνης (που αποτελούν χαρακτηριστικά της νόσου) χωρίς τη χρήση κάποιου φαρμάκου. «Τυχαία ανακαλύψαμε ότι ο υπέρηχος που χρησιμοποιούμε ενεργοποιεί ανοσοποιητικά κύτταρα -τα μικρόγλοια- και όταν ανοίγει ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός αυτά διασπούν τις τοξίνες που είναι το αμυλοειδές και η Ταυ πρωτεΐνη. Εκείνο που επιδιώκουμε είναι να ανιχνεύσουμε το αμυλοειδές και την Ταυ σε πρώιμο στάδιο της Alzheimer και να πετύχουμε τη διάσπασή τους πριν εξαπλωθούν σε όλο τον εγκέφαλο.

Η μέθοδος αυτή εφαρμόστηκε πρόσφατα για πρώτη φορά στο πανεπιστήμιο Columbia σε μία γυναίκα με Alzheimer, ηλικίας λίγο μεγαλύτερης των 70 ετών, με έγκριση από το FDA. Ωστόσο η έγκριση δόθηκε προκειμένου να δοκιμαστεί σε μια πολύ μικρή εστία, τεσσάρων κυβικών χιλιοστών, για να ελεγχθεί η ασφάλεια της μεθόδου. Στη συγκεκριμένη ασθενή έγινε έλεγχος του αμυλοειδούς τρεις μέρες μετά την εφαρμογή της μεθόδου και πέντε μήνες αργότερα και φάνηκε ότι στο σημείο εκείνο υπήρξε μείωση της τάξης του 10%. « Εάν αποδειχτεί η ασφάλεια της η μέθοδος θα είναι πολύ ελπιδοφόρα για την αντιμετώπιση της νόσου Alzheimer» σημείωσε η κ. Κονοφάγου.

Με την συνδυασμένη χρήση εστιασμένου υπερήχου και μικροφυσαλίδων σε ποντίκια με Parkinson αποδείχτηκε ότι με το άνοιγμα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού είναι εφικτή η έγχυση στον εγκέφαλο πρωτεϊνών και γονιδίων καθώς και αντισωμάτων που οδηγεί σε ντοπαμινεργική νευροαναποκατάσταση σε ποσοστό έως και 76%. Τα πειράματα θα συνεχιστούν σε πιθήκους.

«Στα ποντίκια καταφέραμε να επαναφέρουμε τον ντοπαμινεργικό νευρώνα σε ποσοτό 76%. Εκείνο που θέλουμε είναι να επιτύχουνε ολική επαναφορά. Στον τομέα της θεραπείας της Parkinson τα πράγματα είναι πιο ελπιδοφόρα» πρόσθεσε η κ. Κονοφάγου.

Τέλος, σε ότι αφορά τη θεραπεία του καρκίνου, η κ Κονοφάγου ανέφερε η μέθοδος αυτή εφαρμόστηκε σε ποντίκια με νευρογλοίωμα (έναν καρκίνο σπάνιο αλλά 100% θανατηφόρο) και επιτεύχθηκε άνοιγμα του αιματοεγκεφαλικού φραγμού ώστε να μπορέσει να περάσει δεκαπλάσια ποσότητα φαρμάκου. Η μέθοδος αυτή πήρε έγκριση έκτακτης ανάγκης από τον FDA και μέχρι τον Σεπτέμβριο θα εφαρμοστεί σε 15 παιδιά με νευρογλοίωμα.