Wysoce precyzyjny, kontrolowany ultradźwiękami system dostarczania leków do mózgu
Obecnie dostępne metody leczenia chorób mózgu, od padaczki po przewlekłe stany lękowe, są inwazyjne i nieskuteczne. Stosowane leki często wywołują także znaczne skutki uboczne w innych obszarach mózgu lub ciała. Chcąc rozwiązać ten problem, zespół naukowców z finansowanego przez UE projektu EngineeringBAP bada skuteczne, nieinwazyjne technologie, które pozwalają na mierzenie i korektę wzorców aktywności mózgu. W toku projektu badacze odkryli nowy sposób na dostarczanie leku do konkretnych miejsc w mózgu z milimetrową precyzją. Proponowaną przez nich metodę opisano w artykule opublikowanym na łamach czasopisma „Nature Communications”.
Kontrola nośników leku za pomocą ultradźwięków
Nowa, nieinwazyjna metoda wykorzystuje nośniki leków czułe na ultradźwięki i skupione sekwencje ultradźwięków do kontrolowania procesu dostarczania leku do mózgu. Zapobiega ona jednocześnie oddziaływaniu substancji na inne obszary w mózgu i ciele. Specjalne nośniki leków powstają poprzez dołączenie liposomów (niewielkich kulistych pęcherzyków lipidowych, które dostarczają leki do tkanek) do czułych na ultradźwięki mikrobąbelków. Tak stworzone nośniki są wprowadzone do krwiobiegu i wraz z krwią docierają do mózgu. Następnie wysyłane są dwie sekwencje skupionych fal ultradźwiękowych. Pierwsza z nich zbiera nośniki leku w wybranym przez specjalistę miejscu w mózgu. „Wykorzystujemy impulsy fal ultradźwiękowych do stworzenia w wybranym miejscu pewnego rodzaju pułapki z fal dźwiękowych”, wyjaśnia prof. Mehmet Fatih Yanik, koordynator projektu z Politechniki Federalnej w Zurychu, w komunikacie prasowym opublikowanym na stronie „EurekAlert!”. „Krążąca w mózgu krew wymywa nośniki, oprócz tych, które znalazły się w pułapce”. Kiedy nośniki zgromadzone są już w wybranym miejscu, wysyłana jest druga sekwencja ultradźwięków, która uwalnia lek. Wykorzystywane poziomy energii są 20 razy niższe niż te stosowane w obrazowaniu diagnostycznym zgodnie z wytycznymi amerykańskiej Agencji Żywności i Leków. Zapobiegają one zatem uszkodzeniu bariery krew–mózg, która jest odpowiedzialna za ochronę mózgu przed chorobotwórczymi toksynami i patogenami krążącymi we krwi. Leki są uwalniane do krwiobiegu i przekraczają barierę krew–mózg, nie naruszając jej, by ostatecznie dotrzeć do swojego celu.
Niższa dawka leku
To nowatorskie podejście pozwala na zastosowanie znacznie mniejszej dawki leku niż metody obecnie wykorzystywane w leczeniu chorób mózgu. Ilość leku używana przez naukowców w eksperymentach na szczurach była 1300 razy mniejsza niż normalnie. „Nasza metoda pozwala na gromadzenie leku w wybranym przez nas miejscu w mózgu, dlatego nie jest wymagana duża dawka leku”, zauważa prof. Yanik. Obecnie skuteczność metody EngineeringBAP (Engineering brain activity patterns for therapeutics of neuropsychiatric and neurological disorders) w leczeniu chorób mózgu jest badana na modelach zwierzęcych. Pięcioletni projekt ma się zakończyć we wrześniu 2024 roku. Więcej informacji: projekt EngineeringBAP
Słowa kluczowe
EngineeringBAP, mózg, choroba mózgu, nośnik leku, ultradźwięki
