Gesundheit

Ultraschall-Methode setzt dopaminergen Signalweg im Gehirn bei Parkinson-Frühstadium

Zwar gibt es mehrere tausend Medikamente zur Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen des Gehirns, von depression bis Schizophrenie, können Sie nicht durchdringen die Blut-Hirn-Schranke (BBB) in das Gehirn. Die BHs schützt das Gehirn vor Krankheitserregern, die vorhanden sein können, im Blut, verhindert auch, dass die meisten Präparate aus Zugriff auf das Gehirn funktionelle Gewebe, das Parenchym, eine bekannte Herausforderung der Behandlung aller Erkrankungen des Gehirns, einschließlich neurodegenerative Störungen wie Parkinson-Krankheit und Alzheimer-Krankheit.

Ein team unter der Leitung von Elisa Konofagou, Robert und Margaret Hariri, Professor für Biomedizinische Technik und Professor der Radiologie (Physik) an der Columbia Engineering, wurde die Entwicklung einer neuartigen Technik, die eröffnen neue Möglichkeiten zur Erleichterung der gezielten wirkstofftransport in das Gehirn und aktivieren die Medikamente zur Behandlung von Erkrankungen des Gehirns mehr fokal. Die Forscher verwendeten die transkranielle, fokussierter Ultraschall und Mikrobläschen intravenös injiziert in die BBB zu einer lokalisierten und vorübergehende öffnung, die es erlaubt Drogen zu überqueren, durch die BBB reversibel und nicht invasiv. Mit Schwerpunkt auf der Parkinson-Krankheit, in Zusammenarbeit mit Serge Przedborski s-Gruppe in der Abteilung von Neurologie an der Columbia University, Irving Medical Center, Sie entdeckten, dass ein protein Liefer-und gen-Lieferung über die BBB können die teilweise Wiederherstellung der dopaminergen Signalwege, die Nervenzellen im Gehirn, die betroffen sind, in der frühen Parkinson-Krankheit.

„Wir fanden beide Verhaltens-und anatomische neuronale Verbesserungen im Gehirn“, sagt Konofagou, wer führte die Studie, online veröffentlicht am 4. April von der Fachzeitschrift Journal of Controlled Release, und in print. Juni 10. „Dies ist das erste mal, dass jemand in der Lage, zum wiederherstellen einer dopaminergen Signalweg mit verfügbaren Drogen in den frühen Stadien der Parkinson-Krankheit. Wir waren in der Lage, sich zu zügeln den raschen Fortschreiten der neurodegeneration, während die Verbesserung der neuronalen Funktion. Wir erwarten, dass unsere Studie öffnet neue therapeutische Alleen für die frühe Behandlung des zentralen Nervensystems Krankheiten.“

Das team gezielt die Regionen des Gehirns beteiligt, im frühen Stadium der Parkinson-und der Alzheimer-Krankheit, wie das putamen und hippocampus. Das tool entwickelt wurde Sie für die Studie ist ein Gerät, das verwendet ein neuronavigation system zu leiten die Behandlung in Echtzeit. Die US-FDA hat nur zugewiesen, dem team eine Investigational Device Exemption (IDE), um das Gerät in klinischen Studien testen die Sicherheit bei Alzheimer-Patienten.

„Neurochirurgen verwenden solche Systeme, die alle die Zeit, um Sie zu führen für die Neurochirurgie“, sagt Antonios Pouliopoulos, associate research scientist in Konofagou s lab, die arbeitete an der Entwicklung der klinischen neuronavigation system. „Unsere Gruppe nur ersetzt das chirurgische instrument mit einem Ultraschall-transducer, um unseren nicht-invasiven Verfahren.“

Konofagou ist Ultraschall die Elastizität und Imaging Labor ist das einzige wissenschaftliche Labor in den USA zu erhalten FDA-Zulassung für Ultraschall-gestützte Blut-Hirn-Schranke öffnen. Andere Gruppen, die ähnliche Forschung entweder Nanopartikeln zu erleichtern, drug-delivery-oder MRT erfordern und leiten das Verfahren. Konofagou Ansatz der MRT-unabhängig und erfordert keine Nanopartikel.

Ihr Gerät ist ein single-element-transducer, die ist viel kleiner, schneller und weniger teuer als die aktuellen Helm-förmigen, 1024-element-transducer-Systeme, die mit MRI-Führung. Da Konofagou system ist tragbar, ärzte werden in der Lage sein, Patienten zu behandeln, die irgendwo in einem Krankenhaus und, in Zukunft, auch bei einem Patienten zu Hause. Behandlung abgeschlossen werden kann, in weniger als 30 Minuten, im Vergleich zu drei bis vier Stunden für die MRT-gesteuerte Therapie, und in Echtzeit überwacht, eine einzigartige Funktion des neuen Geräts. Die Kosten sind 10 mal kleiner als die MRT-geführte Helm. Der erste Versuch mit dem Gerät werden mit Alzheimer-Patienten, nach denen Konofagou Pläne für die Arbeit mit Parkinson-Patienten.

Konafagou gewann vor kurzem einen vier-Jahres – $2.5 M NIH gewähren, nutzen ein ähnliches Gerät für die Tiefe Hirnstimulation Ziel haben, enthüllen den Mechanismus, durch den Ultraschall erregt Neuronen und überwachen der präsentierte Mechanismus in menschlichen Probanden. Zusätzlich, Sie werden geehrt, mit dem 2019 Engineering in Medicine and Biology Society Technical Achievement Award in Berlin im Juli für Ihren „herausragenden und wegweisenden Beiträge auf dem Gebiet der Ultraschall-Bildgebung und Therapie und Ihre Anwendung und klinische übersetzung, um die Diagnose von Herz-Kreislauf-Krankheiten, tumor-Diagnose und-Behandlung sowie Gehirn drug-delivery-und stimulation.“

„Wir haben alle einen lieben Menschen mit neurodegenerativen Erkrankungen,“ Konofagou fügt. „Meine Großmutter war an Demenz leidet seit mehr als fünf Jahren, so weiß ich aus Erster hand, wie wichtig es wäre, ein einfaches Gerät, kann auf Rädern in der Wohnung des Patienten und bieten eine höhere Lebensqualität besonders für unsere schnell alternde Bevölkerung. Und es gibt so viele tödliche Krankheiten, wie Gehirn-Tumoren beeinflussen Menschen aller Altersgruppen, mit keine Heilung in Sicht. Das ist, warum wir wollen, um unsere Forschung so schnell in die Klinik.“