habari

Ugonjwa wa Alzheimer, kisa cha kawaida zaidi cha wazee, umewasumbua watu wengi.

Mojawapo ya changamoto katika matibabu ya ugonjwa wa Alzheimer's ni kwamba utoaji wa dawa za matibabu kwa tishu za ubongo ni mdogo na kizuizi cha damu-ubongo. Utafiti huo uligundua kuwa uchunguzi wa upigaji picha unaozingatia kiwango cha chini unaoongozwa na MRI unaweza kufungua tena kizuizi cha ubongo-damu kwa wagonjwa walio na ugonjwa wa Alzeima au matatizo mengine ya mishipa ya fahamu, ikiwa ni pamoja na ugonjwa wa Parkinson, uvimbe wa ubongo, na ugonjwa wa sclerosis wa amyotrophic.

Jaribio dogo la hivi majuzi la uthibitisho wa dhana katika Taasisi ya Rockefeller ya Neuroscience katika Chuo Kikuu cha West Virginia ilionyesha kuwa wagonjwa walio na ugonjwa wa Alzeima ambao walipata infusion ya aducanumab pamoja na ultrasound iliyolenga walifungua kwa muda kizuizi cha ubongo-damu kilipunguza kwa kiasi kikubwa mzigo wa beta ya amiloidi ya ubongo (Aβ) kwenye upande wa majaribio. Utafiti huo unaweza kufungua milango mipya ya matibabu ya shida za ubongo.

Kizuizi cha damu-ubongo hulinda ubongo kutokana na vitu vyenye madhara huku kikiruhusu virutubisho muhimu kupita. Lakini kizuizi cha damu na ubongo pia huzuia utoaji wa dawa za matibabu kwenye ubongo, changamoto ambayo ni kali sana wakati wa kutibu ugonjwa wa Alzheimer. Kadiri ulimwengu unavyozeeka, idadi ya watu walio na ugonjwa wa Alzeima inaongezeka mwaka hadi mwaka, na chaguzi zake za matibabu ni chache, na kuweka mzigo mzito kwa huduma ya afya. Aducanumab ni amiloidi beta (Aβ) -kingamwili inayofunga monokloni ambayo imeidhinishwa na Mamlaka ya Chakula na Dawa ya Marekani (FDA) kwa ajili ya matibabu ya ugonjwa wa Alzeima, lakini kupenya kwake kwa kizuizi cha damu-ubongo ni mdogo.

Ultrasound iliyozingatia hutoa mawimbi ya mitambo ambayo hushawishi oscillations kati ya compression na dilution. Wakati hudungwa ndani ya damu na wazi kwa shamba ultrasonic, Bubbles compress na kupanua zaidi ya tishu jirani na damu. Oscillations hizi huunda mkazo wa mitambo kwenye ukuta wa mshipa wa damu, na kusababisha miunganisho mikali kati ya seli za endothelial kunyoosha na kufunguka (Mchoro hapa chini). Matokeo yake, uadilifu wa kizuizi cha damu-ubongo huharibika, kuruhusu molekuli kuenea kwenye ubongo. Kizuizi cha damu-ubongo huponya peke yake katika muda wa saa sita.

Takwimu inaonyesha athari za ultrasound ya mwelekeo kwenye kuta za capillary wakati Bubbles za ukubwa wa micrometer zipo kwenye mishipa ya damu. Kutokana na mgandamizo wa juu wa gesi, Bubbles hupungua na kupanua zaidi ya tishu zinazozunguka, na kusababisha matatizo ya mitambo kwenye seli za mwisho. Utaratibu huu husababisha miunganisho mikali kufunguka na pia inaweza kusababisha miisho ya nyota ya nyota kuanguka kutoka kwa ukuta wa mshipa wa damu, kuhatarisha uadilifu wa kizuizi cha damu-ubongo na kukuza mgawanyiko wa kingamwili. Kwa kuongezea, seli za endothelial zilizowekwa kwenye ultrasound iliyolengwa ziliimarisha shughuli zao amilifu za usafirishaji wa vakula na kukandamiza utendakazi wa pampu ya efflux, na hivyo kupunguza kibali cha ubongo cha kingamwili. Kielelezo B kinaonyesha ratiba ya matibabu, ambayo ni pamoja na tomografia iliyokokotwa (CT) na upigaji picha wa mwangwi wa sumaku (MRI) ili kutengeneza mpango wa matibabu wa ultrasound, tomografia ya 18F-flubitaban positron emission (PET) mwanzoni, uwekaji wa kingamwili kabla ya matibabu mahususi ya ultrasound na utiaji wa chembechembe ndogo wakati wa matibabu, na ufuatiliaji wa akustisk wa mtawanyiko wa matibabu ya ultrasound. Picha zilizopatikana baada ya matibabu mahususi ya ultrasound zilijumuisha MRI iliyoboreshwa yenye uzani wa T1, ambayo ilionyesha kuwa kizuizi cha damu na ubongo kilikuwa wazi katika eneo la kutibiwa kwa ultrasound. Picha za eneo hilohilo baada ya saa 24 hadi 48 za matibabu ya ultrasound yaliyolenga zilionyesha uponyaji kamili wa kizuizi cha damu-ubongo. Uchunguzi wa PET wa 18F-flubitaban wakati wa ufuatiliaji katika mmoja wa wagonjwa wiki 26 baadaye ulionyesha kupungua kwa viwango vya Aβ katika ubongo baada ya matibabu. Kielelezo C kinaonyesha usanidi wa ultrasound unaoongozwa na MRI wakati wa matibabu. Kofia ya kipenyo cha hemispherical transducer ina zaidi ya vyanzo 1,000 vya ultrasound ambavyo huungana hadi sehemu moja ya ubongo kwa kutumia mwongozo wa wakati halisi kutoka kwa MRI.

Mnamo mwaka wa 2001, uchunguzi wa ultrasound ulionyeshwa kwa mara ya kwanza ili kushawishi kufunguliwa kwa kizuizi cha damu-ubongo katika masomo ya wanyama, na tafiti zilizofuata za kabla ya kliniki zimeonyesha kuwa uchunguzi wa ultrasound unaweza kuimarisha utoaji na ufanisi wa madawa ya kulevya. Tangu wakati huo, imegundulika kuwa uchunguzi wa ultrasound unaolenga kwa usalama unaweza kufungua kizuizi cha damu-ubongo kwa wagonjwa walio na Alzheimer's ambao hawapati dawa, na pia inaweza kutoa kingamwili kwa metastases ya ubongo ya saratani ya matiti.

Mchakato wa utoaji wa Microbubble

Microbubbles ni wakala wa utofautishaji wa ultrasound ambayo kwa kawaida hutumiwa kuchunguza mtiririko wa damu na mishipa ya damu katika uchunguzi wa ultrasound. Wakati wa tiba ya ultrasound, kusimamishwa kwa Bubble isiyo na pyrogenic iliyofunikwa na phospholipid ya octafluoropropane ilidungwa kwa njia ya mishipa (Mchoro 1B). Bubbles ndogo hutawanywa sana, na kipenyo cha kuanzia chini ya 1 μm hadi zaidi ya 10 μm. Octafluoropropane ni gesi imara ambayo haijatengenezwa na inaweza kutolewa kupitia mapafu. Ganda la lipid ambalo hufunika na kuimarisha viputo huundwa na lipids tatu za asili za binadamu ambazo zimetengenezwa kwa njia sawa na phospholipids asilia.

Kizazi cha ultrasound inayolenga

Ultrasound iliyolengwa huzalishwa na kofia ya hemispherical transducer ambayo huzunguka kichwa cha mgonjwa (Mchoro 1C). Kofia hiyo ina vyanzo 1024 vya ultrasound vinavyodhibitiwa kwa uhuru, ambavyo kwa asili vinalenga katikati ya ulimwengu. Vyanzo hivi vya ultrasound vinaendeshwa na voltages ya redio-frequency ya sinusoidal na hutoa mawimbi ya ultrasonic yanayoongozwa na imaging resonance magnetic. Mgonjwa huvaa kofia na maji yaliyotolewa huzunguka kichwani ili kuwezesha maambukizi ya ultrasound. Ultrasound husafiri kupitia ngozi na fuvu hadi kwenye ubongo unaolengwa.

Mabadiliko katika unene wa fuvu na msongamano yataathiri uenezi wa ultrasound, na kusababisha muda tofauti kidogo kwa ultrasound kufikia kidonda. Upotoshaji huu unaweza kusahihishwa kwa kupata data ya tomografia iliyokokotoa ya ubora wa juu ili kupata maelezo kuhusu umbo la fuvu, unene na msongamano. Muundo wa uigaji wa kompyuta unaweza kukokotoa mabadiliko ya awamu ya fidia ya kila ishara ya kiendeshi ili kurejesha umakinifu mkali. Kwa kudhibiti awamu ya ishara ya RF, ultrasound inaweza kulenga kielektroniki na kuwekwa ili kufunika kiasi kikubwa cha tishu bila kusonga safu ya chanzo cha ultrasound. Mahali pa tishu inayolengwa imedhamiriwa na picha ya ufunuo wa sumaku ya kichwa wakati umevaa kofia. Kiasi kinacholengwa kinajazwa na gridi ya pande tatu ya pointi za anga za ultrasonic, ambayo hutoa mawimbi ya ultrasonic katika kila sehemu ya nanga kwa 5-10 ms, kurudiwa kila sekunde 3. Nguvu ya ultrasonic huongezeka hatua kwa hatua hadi ishara inayotaka ya kueneza kwa Bubble igunduliwe, na kisha kushikiliwa kwa sekunde 120. Utaratibu huu unarudiwa kwenye meshes nyingine hadi kiasi cha lengo kifunikwa kabisa.

Kufungua kizuizi cha damu-ubongo kunahitaji amplitude ya mawimbi ya sauti kuzidi kizingiti fulani, zaidi ya ambayo upenyezaji wa kizuizi huongezeka kwa kuongezeka kwa shinikizo la amplitude hadi uharibifu wa tishu hutokea, unaoonyeshwa na exosmosis ya erithrositi, kutokwa na damu, apoptosis, na necrosis, ambayo mara nyingi huhusishwa na kuanguka kwa Bubble (inayoitwa inertial cavitation). Kizingiti kinategemea ukubwa wa microbubble na nyenzo za shell. Kwa kugundua na kutafsiri ishara za ultrasonic zilizotawanywa na viputo vidogo, mfiduo unaweza kuwekwa ndani ya anuwai salama.

Baada ya matibabu ya uchunguzi wa ultrasound, MRI yenye uzito wa T1 iliyo na kikali ya utofautishaji ilitumiwa kubainisha ikiwa kizuizi cha damu-ubongo kilikuwa wazi mahali palipolengwa, na picha zenye uzito wa T2 zilitumiwa kuthibitisha ikiwa kuongezwa au kuvuja damu kulitokea. Uchunguzi huu hutoa mwongozo wa kurekebisha matibabu mengine, ikiwa ni lazima.

Tathmini na matarajio ya athari ya matibabu

Watafiti walikadiria athari za matibabu kwenye mzigo wa Aβ wa ubongo kwa kulinganisha tomografia ya 18F-flubitaban positron kabla na baada ya matibabu ili kutathmini tofauti ya kiasi cha Aβ kati ya eneo lililotibiwa na eneo sawa kwa upande mwingine. Utafiti wa awali wa timu hiyo hiyo umeonyesha kuwa kuzingatia tu ultrasound kunaweza kupunguza viwango vya Aβ. Upungufu ulioonekana katika jaribio hili ulikuwa mkubwa zaidi kuliko katika masomo ya awali.

Katika siku zijazo, kupanua matibabu kwa pande zote mbili za ubongo itakuwa muhimu katika kutathmini ufanisi wake katika kuchelewesha kuendelea kwa ugonjwa. Zaidi ya hayo, utafiti zaidi unahitajika ili kubaini usalama na ufanisi wa muda mrefu, na vifaa vya matibabu vya gharama nafuu ambavyo havitegemei mwongozo wa MRI mtandaoni lazima viundwe ili kupatikana kwa upana zaidi. Bado, matokeo yamezua matumaini kwamba matibabu na dawa zinazoondoa Aβ hatimaye zinaweza kupunguza kasi ya Alzeima.