Neurolodzy z Florida Atlantic University zaprezentowali nowe narzędzie badawcze łączące zogniskowaną wiązkę ultradźwięków i obrazowanie metodą rezonansu magnetycznego w celu walki ze złożonymi chorobami neurologicznymi, takimi jak choroba Alzheimera i Parkinsona.
Nową platformę zaprezentowano w tym tygodniu w NeuroInnovate Center na Uniwersytecie Federalnym w Boca Raton na Florydzie. Jej twórcy określili ją mianem „pierwszego na świecie” rozwiązania łączącego szybko rozwijającą się technologię zogniskowanych ultradźwięków z zaawansowanymi możliwościami MRI w narzędzie badawczo-szkoleniowe „od laboratorium do łóżka pacjenta”, którego celem jest przyspieszenie nowych odkryć w zakresie wykorzystania ultradźwięków w walce ze złożonymi chorobami neurologicznymi.
Skoncentrowane ultradźwięki to nieinwazyjna technologia, która wykorzystuje soczewkę akustyczną w celu skupienia wielu przecinających się wiązek ultradźwięków na celu położonym głęboko w ciele, z wyjątkową precyzją i dokładnością.
Na FAU nowe narzędzie ma pomóc naukowcom i wykładowcom wykorzystać jego potencjał do tymczasowego otwarcia bariery krew-mózg u pacjentów, co umożliwi podawanie leków bezpośrednio do mózgu, które zwalczają choroby neurologiczne.
Gregg Fields, wiceprezes ds. badań naukowych uniwersytetu, powiedział, że platforma NeuroInnovate Center łączy w sobie najnowocześniejsze przedkliniczne i kliniczne systemy MRI od trzech producentów, w tym GE Healthcare, NordicNeuroLab i Bruker BioSpec.
Dodatkowo zastosowano urządzenie do zogniskowanych ultradźwięków o niskiej częstotliwości, opracowane przez izraelską firmę produkującą sprzęt medyczny Insightec.
Połączenie ultrasonografii i rezonansu magnetycznego w czasie rzeczywistym tworzy „jednolite środowisko” i wyjątkowy nowy sposób wspierania szerokiego zakresu działań badawczych, od badań przedklinicznych po badania kliniczne i opiekę nad pacjentami.
Gdy w nadchodzących miesiącach zostanie zainstalowany nowy aparat do terapii ultradźwiękami skoncentrowanymi Insightec Prime 220 V3 FAU, będzie to jeden z dziewięciu takich aparatów w Stanach Zjednoczonych i jedenastu na świecie, powiedział Fields w wywiadzie dla UPI.
„Będziemy jedynym miejscem na Ziemi, w którym połączymy technologię przedklinicznego rezonansu magnetycznego i technologię zogniskowanych ultradźwięków, działającą w spójny sposób” – powiedział. „To naprawdę wyjątkowe. Pomożemy ludziom w przeszkoleniu się z jednej metody do drugiej.
„Oczywiście będziemy prowadzić badania kliniczne, ale będziemy również opracowywać nowe protokoły badawcze dla różnych zastosowań w chorobach neurologicznych, od choroby Alzheimera i Parkinsona, przez nowotwory mózgu, uzależnienia, po SLA” – powiedział. „Istnieje wiele możliwości i dlatego jesteśmy tak podekscytowani”.
Skoncentrowane ultradźwięki określane są jako szybko rozwijająca się, niezwykle innowacyjna i nieinwazyjna technologia, która „rewolucjonizuje” leczenie poważnych chorób i poprawia jakość życia, stając się coraz bardziej globalnym standardem opieki.
Obiecujące obszary badań nad nową technologią obejmują udoskonalenie immunoterapii nowotworów poprzez przygotowanie guzów do lepszej reakcji na immunoterapię, a także neuromodulację, w ramach której ultradźwięki mogą być wykorzystywane do modulacji aktywności mózgu z „milimetrową precyzją”, jak podaje Focused Ultrasound Foundation.
Ale co być może najważniejsze, technologia ta jest postrzegana jako potencjalny przełom, obiecując bezpieczne otwarcie bariery krew-mózg, umożliwiając tym samym bardziej precyzyjne dostarczanie leków bezpośrednio do mózgu. To będzie główny obszar zainteresowania nowej platformy FAU, powiedział Fields.
„Badanie kliniczne, w którym braliśmy udział przez kilka lat, wykazało, że ultradźwięki o niskiej częstotliwości w połączeniu z tym, co nazywamy mikropęcherzykami, mogą otworzyć barierę krew-mózg na ściśle określony czas” – powiedział. „Jeśli lek krąży i otworzy barierę, zwiększa to jego skuteczność”.
Jedną z zalet nowej platformy jest to, że jej zaawansowane komponenty MRI pozwalają użytkownikom monitorować postęp badania ultrasonograficznego w czasie rzeczywistym.
Ogółem w ubiegłym roku ponad milion pacjentów na całym świecie poddano leczeniu z wykorzystaniem skoncentrowanych ultradźwięków, w tym zarówno w ramach komercyjnych, jak i klinicznych terapii obejmujących ponad 70 schorzeń, takich jak choroba Alzheimera, choroba Parkinsona, drżenie samoistne, mięśniaki macicy oraz guzy mózgu, trzustki, prostaty, nerek, piersi i wątroby.
Technologia ta znajduje się na różnych etapach badań i rozwoju w leczeniu ponad 180 chorób i schorzeń, a jej rejestracja regulacyjna obejmuje 34 wskazania na całym świecie. Na przykład, w lipcu firma Insightec otrzymała od amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (FDA) zgodę na stosowanie platformy ultradźwiękowej Exablate Neuro w leczeniu ciężkich objawów motorycznych w schorzeniach takich jak choroba Parkinsona, gdy leki są nieskuteczne.
Dr Neal Kassell, założyciel i prezes fundacji Focused Ultrasound Foundation oraz były współprzewodniczący wydziału neurochirurgii na Uniwersytecie Wirginii, powiedział UPI, że rozwój i inwestycje w tę technologię szybko nabierają tempa.
„Obecnie istnieje około 180 wskazań klinicznych, ale 10 lat temu było ich tylko trzy, co pokazuje, jak szybko rozwija się ta dziedzina” – powiedział. „W fundacji koncentrujemy nasze zasoby i kapitał na dwóch obszarach: jednym jest mózg, a drugim nowotwory i immunoterapia.
„W obszarze mózgu interesujemy się chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Alzheimera, Parkinsona i SLA. Badamy również potencjał skupionych ultradźwięków w leczeniu depresji, lęku, uzależnień i przewlekłego bólu”.
Kassell zgodził się, że technologia ta może mieć istotne implikacje dla umożliwienia transportu leków przez barierę krew-mózg i poprawy skuteczności tych leków w walce z chorobami neurodegeneracyjnymi. Ale to nie wszystko.
„Przeprowadzono nawet kilka badań klinicznych, które silnie wskazują, że samo otwarcie bariery za pomocą ultradźwięków, bez podawania leków, może obniżyć poziom [toksycznych blaszek beta-amyloidu] w mózgu, a także, być może, poprawić funkcje poznawcze u pacjentów z chorobą Alzheimera” – powiedział.
