lajme

Sëmundja e Alzheimerit, sëmundja më e zakonshme tek të moshuarit, ka prekur shumicën e njerëzve.

Një nga sfidat në trajtimin e sëmundjes së Alzheimerit është se shpërndarja e barnave terapeutike në indet e trurit është e kufizuar nga barriera hemato-tru. Studimi zbuloi se ultratingulli i fokusuar me intensitet të ulët i udhëhequr nga MRI mund ta hapë në mënyrë të kthyeshme barrierën hemato-tru tek pacientët me sëmundjen e Alzheimerit ose çrregullime të tjera neurologjike, duke përfshirë sëmundjen e Parkinsonit, tumoret e trurit dhe sklerozën laterale amiotrofike.

Një provë e vogël e kohëve të fundit në Institutin Rockefeller për Neuroshkencën në Universitetin e Virxhinias Perëndimore tregoi se pacientët me sëmundjen e Alzheimerit që morën infuzion me aducanumab në kombinim me ultratinguj të fokusuar hapën përkohësisht barrierën hemato-tru, duke ulur ndjeshëm ngarkesën e beta-amiloideve (Aβ) në tru gjatë provës. Hulumtimi mund të hapë dyer të reja për trajtimet për çrregullimet e trurit.

Barriera hemato-tru mbron trurin nga substancat e dëmshme, duke lejuar që lëndët ushqyese thelbësore të kalojnë. Por barriera hemato-tru parandalon gjithashtu dërgimin e barnave terapeutike në tru, një sfidë që është veçanërisht e mprehtë kur trajtohet sëmundja e Alzheimerit. Ndërsa bota plaket, numri i njerëzve me sëmundjen e Alzheimerit po rritet vit pas viti dhe mundësitë e trajtimit të saj janë të kufizuara, duke vendosur një barrë të rëndë mbi kujdesin shëndetësor. Aducanumab është një antitrup monoklonal që lidhet me beta-amiloide (Aβ) që është miratuar nga Administrata Amerikane e Ushqimit dhe Barnave (FDA) për trajtimin e sëmundjes së Alzheimerit, por depërtimi i tij në barrierën hemato-tru është i kufizuar.

Ultratingulli i fokusuar prodhon valë mekanike që shkaktojnë lëkundje midis kompresimit dhe hollimit. Kur injektohen në gjak dhe ekspozohen ndaj fushës tejzanore, flluskat kompresohen dhe zgjerohen më shumë se indi përreth dhe gjaku. Këto lëkundje krijojnë stres mekanik në murin e enës së gjakut, duke bërë që lidhjet e ngushta midis qelizave endoteliale të shtrihen dhe të hapen (Figura më poshtë). Si rezultat, integriteti i barrierës gjak-tru kompromentohet, duke lejuar molekulat të shpërndahen në tru. Barriera gjak-tru shërohet vetë në rreth gjashtë orë.

Figura tregon efektin e ultrazërit të drejtuar në muret kapilare kur në enët e gjakut ka flluska me madhësi mikrometri. Për shkak të kompresueshmërisë së lartë të gazit, flluskat tkurren dhe zgjerohen më shumë se indi përreth, duke shkaktuar stres mekanik në qelizat endoteliale. Ky proces shkakton hapjen e lidhjeve të ngushta dhe gjithashtu mund të shkaktojë rënien e mbaresave të astrociteve nga muri i enës së gjakut, duke kompromentuar integritetin e barrierës hemato-tru dhe duke nxitur difuzionin e antitrupave. Përveç kësaj, qelizat endoteliale të ekspozuara ndaj ultrazërit të fokusuar rritën aktivitetin e tyre aktiv të transportit vakuolar dhe shtypën funksionin e pompës së derdhjes, duke zvogëluar kështu pastrimin e antitrupave nga truri. Figura B tregon orarin e trajtimit, i cili përfshin tomografinë e kompjuterizuar (CT) dhe imazhe me rezonancë magnetike (MRI) për të zhvilluar planin e trajtimit me ultratinguj, tomografinë e emisionit të pozitronit 18F-flubitaban (PET) në fillim, infuzionin e antitrupave para trajtimit me ultratinguj të fokusuar dhe infuzionin mikrovezikular gjatë trajtimit, dhe monitorimin akustik të sinjaleve ultratinguj të shpërndarjes mikrovezikulare të përdorura për të kontrolluar trajtimin. Imazhet e marra pas trajtimit me ultratinguj të fokusuar përfshinin MRI të përforcuar me kontrast të ponderuar T1, e cila tregoi se barriera hemato-tru ishte e hapur në zonën e trajtuar me ultratinguj. Imazhet e së njëjtës zonë pas 24 deri në 48 orësh trajtimi me ultratinguj të fokusuar treguan shërim të plotë të barrierës hemato-tru. Një skanim PET me 18F-flubitaban gjatë ndjekjes në një nga pacientët 26 javë më vonë tregoi nivele të reduktuara të Aβ në tru pas trajtimit. Figura C tregon konfigurimin e ultratingujve të fokusuar të udhëhequr nga MRI gjatë trajtimit. Përkrenarja hemisferike e transduktorit përmban më shumë se 1,000 burime ultratingujsh që konvergojnë në një pikë të vetme fokale në tru duke përdorur udhëzime në kohë reale nga MRI.

Në vitin 2001, u tregua për herë të parë se ultratingulli i fokusuar shkaktonte hapjen e barrierës hemato-tru në studimet me kafshë, dhe studimet pasuese paraklinike kanë treguar se ultratingulli i fokusuar mund të rrisë administrimin dhe efikasitetin e ilaçeve. Që atëherë, është zbuluar se ultratingulli i fokusuar mund ta hapë në mënyrë të sigurt barrierën hemato-tru tek pacientët me sëmundjen Alzheimer që nuk marrin ilaçe, dhe gjithashtu mund të administrojë antitrupa ndaj metastazave të trurit të kancerit të gjirit.

Procesi i administrimit të mikroflluskave

Mikroflluskat janë një agjent kontrasti me ultratinguj që zakonisht përdoret për të vëzhguar rrjedhën e gjakut dhe enët e gjakut në diagnozën me ultratinguj. Gjatë terapisë me ultratinguj, një pezullim flluskash jo-pirogjenike i oktafluoropropanit i veshur me fosfolipide u injektua në mënyrë intravenoze (Figura 1B). Mikroflluskat janë shumë të polidispersuara, me diametër që variojnë nga më pak se 1 μm deri në më shumë se 10 μm. Oktafluoropropani është një gaz i qëndrueshëm që nuk metabolizohet dhe mund të ekskretohet përmes mushkërive. Mbështjellësi lipidik që mbështjell dhe stabilizon flluskat përbëhet nga tre lipide natyrale njerëzore që metabolizohen në një mënyrë të ngjashme me fosfolipidet endogjene.

Gjenerimi i ultrazërit të fokusuar

Ultratingulli i fokusuar gjenerohet nga një helmetë transduktori hemisferik që rrethon kokën e pacientit (Figura 1C). Helmeta është e pajisur me 1024 burime ultratingujsh të kontrolluara në mënyrë të pavarur, të cilat janë të fokusuara natyrshëm në qendër të hemisferës. Këto burime ultratingujsh drejtohen nga tensione sinusoidale të radiofrekuencës dhe lëshojnë valë ultratingujsh të udhëhequra nga imazheria me rezonancë magnetike. Pacienti mban një helmetë dhe uji i degazuar qarkullon rreth kokës për të lehtësuar transmetimin e ultratingujve. Ultratingulli udhëton nëpër lëkurë dhe kafkë deri në objektivin e trurit.

Ndryshimet në trashësinë dhe dendësinë e kafkës do të ndikojnë në përhapjen e ultrazërit, duke rezultuar në një kohë paksa të ndryshme që ultrazëri të arrijë lezionin. Ky shtrembërim mund të korrigjohet duke marrë të dhëna të tomografisë kompjuterike me rezolucion të lartë për të marrë informacion në lidhje me formën, trashësinë dhe dendësinë e kafkës. Një model simulimi kompjuterik mund të llogarisë zhvendosjen e kompensuar të fazës së secilit sinjal nxitës për të rivendosur fokusin e mprehtë. Duke kontrolluar fazën e sinjalit RF, ultrazëri mund të fokusohet elektronikisht dhe të pozicionohet për të mbuluar sasi të mëdha indesh pa lëvizur grupin e burimit të ultrazërit. Vendndodhja e indit të synuar përcaktohet nga imazhet me rezonancë magnetike të kokës ndërsa vishet një helmetë. Vëllimi i synuar është i mbushur me një rrjetë tre-dimensionale të pikave të ankorimit tejzanor, të cilat lëshojnë valë tejzanor në secilën pikë ankorimi për 5-10 ms, të përsëritura çdo 3 sekonda. Fuqia tejzanor rritet gradualisht derisa të zbulohet sinjali i dëshiruar i shpërndarjes së flluskave dhe më pas mbahet për 120 sekonda. Ky proces përsëritet në rrjeta të tjera derisa vëllimi i synuar të mbulohet plotësisht.

Hapja e barrierës hemato-encefalike kërkon që amplituda e valëve të zërit të kalojë një prag të caktuar, përtej të cilit përshkueshmëria e barrierës rritet me rritjen e amplitudës së presionit derisa të ndodhë dëmtimi i indeve, i manifestuar si ekzozmozë e eritrociteve, gjakderdhje, apoptozë dhe nekrozë, të cilat shpesh shoqërohen me shembjen e flluskave (të quajtura kavitacion inercial). Pragu varet nga madhësia e mikroflluskave dhe materiali i guaskës. Duke zbuluar dhe interpretuar sinjalet tejzanore të shpërndara nga mikroflluskat, ekspozimi mund të mbahet brenda një diapazoni të sigurt.

Pas trajtimit me ultratinguj, u përdor RMN me ponderim T1 me agjent kontrasti për të përcaktuar nëse barriera hemato-encefalike ishte e hapur në vendndodhjen e synuar, dhe imazhet me ponderim T2 u përdorën për të konfirmuar nëse kishte ndodhur ekstravazacion apo gjakderdhje. Këto vëzhgime ofrojnë udhëzime për përshtatjen e trajtimeve të tjera, nëse është e nevojshme.

Vlerësimi dhe perspektiva e efektit terapeutik

Studiuesit përcaktuan efektin e trajtimit në ngarkesën Aβ të trurit duke krahasuar tomografinë e emisionit pozitron 18F-flubitaban para dhe pas trajtimit për të vlerësuar ndryshimin në vëllimin Aβ midis zonës së trajtuar dhe zonës së ngjashme A në anën e kundërt. Hulumtimet e mëparshme nga i njëjti ekip kanë treguar se fokusimi i thjeshtë i ultrazërit mund të ulë pak nivelet e Aβ. Ulja e vërejtur në këtë provë ishte edhe më e madhe se në studimet e mëparshme.

Në të ardhmen, zgjerimi i trajtimit në të dyja anët e trurit do të jetë thelbësor për vlerësimin e efikasitetit të tij në vonimin e përparimit të sëmundjes. Përveç kësaj, nevojiten më shumë kërkime për të përcaktuar sigurinë dhe efikasitetin afatgjatë, dhe duhet të zhvillohen pajisje terapeutike me kosto efektive që nuk mbështeten në udhëzimet online të MRI-së për disponueshmëri më të gjerë. Megjithatë, gjetjet kanë ngjallur optimizëm se trajtimi dhe ilaçet që pastrojnë Aβ mund të ngadalësojnë përfundimisht përparimin e Alzheimerit.