聚焦超声可以让药物绕过血脑屏障

维吉尼亚大学的研究人员领导的使用聚焦超声波挑战大脑的保护屏障,这样医生可以,最后,提供许多治疗直接进入大脑神经系统疾病。方法,研究人员希望,能够彻底改变条件从阿尔茨海默氏症癫痫治疗脑部肿瘤,甚至帮助修复中风造成的毁灭性的破坏。

理查德•j•价格博士UVA的医学院、工程学院是利用聚焦声波克服自然“血脑屏障”,保护大脑免受有害的病原体。他的方法旨在突破障碍只有在需要的地方,只有在需要的时候,然后在精致精确地提供治疗。

“血脑屏障是最大的之一,如果不是最伟大的,挑战为中枢神经系统药物输送,“价格解释道。“进化给我们这个障碍因为中枢神经系统需要保护。问题是现在我们想提供一些这些细胞和生物进化了数百万年优化解决方案来阻止它。…所以我试图绕过生物学与物理学。”

聚焦超声的权力

聚焦超声聚焦声波大脑内部就像放大镜可以聚焦光,让医生操作组织没有切开颅骨。磁共振成像(MRI),与此同时,让他们观看实时大脑内部发生了什么。虽然价格,生物医学工程师,在实验室正在开发自己的技术,医生已经使用该技术治疗疾病如帕金森震颤。

价格奇迹在方法的特异性。“与核磁共振成像,我们可以看目标,无论它是一个脑瘤或者是大脑的一部分我们要做基因治疗,我们可以选择它,我们可以做一个治疗方案,我们只希望开放血脑屏障有。另95%的大脑,我们甚至不碰”,说价格,研究主管UVA的聚焦超声中心。“然后,当我们应用聚焦超声,它有几个小时打开障碍。它让我们得到的基因治疗,然后关闭自然。”

提供基因治疗

基因疗法介绍通过聚焦超声波将重组的细胞。

脑瘤,价格是探索使用聚焦超声提供的潜在基因治疗通过“深穿透纳米颗粒。“纳米颗粒,由约翰霍普金斯大学的合作者,设计”是专门设计穿透组织的非常好,”他说。问题已经被运送到需要的地方,经常大脑深处,和价格说聚焦超声有答案。

他的解决方案是使用声波集中组织细胞之间的开放空间。“它不会帮助我们如果你不能到50微米的神经元,”他说。“这变成了一个工程运输问题。”

除了提供治疗,聚焦超声可以“先决条件”有针对性的组织来提高基因传递的有效性五倍,价格发现。预处理代表“简单而有效的策略”来提高纳米颗粒的好处,他和他的同事发表在一篇科学论文。

提高中风的结果

中风的一个条件,通常是衰弱的时候不是致命的,价格旨在帮助大脑自愈。他会通过使用聚焦超声波“寻的分子“内部受损区域招聘维修神经干细胞。为此,他的团队已经开发出一种创新的技术称为“sonoselective转染”,避免开放血脑屏障已经受损的大脑。

“中风,有很多努力试图挽救尽可能多的神经组织通过基因治疗,”他说。“在我们的实验室,我们认为,或许我们可以提供治疗需要的细胞,而不破坏血脑屏障。和我的学生基本知道怎么做。”

帮助身体自愈的概念,利用聚焦超声激活免疫反应,可能是有用的在癌症治疗。“我们希望能够把东西放到那些(肿瘤)细胞,将允许他们开始招募免疫细胞进入肿瘤,”他说。“我们有大量的证据表明,我们可以我们可以做一些有趣的事情和聚焦超声对肿瘤的内部景观。”

价格,UVA的生物医学工程系,强调他的作品还早,但他兴奋的是创造新的技术可能会改变在不久的将来会有多少重大疾病治疗。

“我们有很好的结果(研究)。但是我作为一个工程师,兴奋的都是我们这些工具,”他说。“你可以对所有这些不同的应用程序使用这些工具。我们认为真的有很多令人兴奋的可能性。”

参考

科里等。(2020)。通过聚焦超声波促进增加脑部肿瘤间质流brain-penetrating纳米颗粒分散和转染。科学的进步。DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.aay1344

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