Un grup de cercetători de la Universitatea americană de elită Rice a dezvoltat o metodă nonchirurgicală care poate reduce activitatea neuronală anormală asociată cu epilepsia. Tehnica foloseşte ultrasunete de intensitate scăzută pentru a deschide temporar bariera hematoencefalică (structura care separă sângele de ţesutul cerebral) şi pentru a livra o terapie genică direcţionată către hipocamp, regiunea creierului implicată în generarea crizelor. Ulterior, activitatea neuronilor poate fi reglată printr-un medicament administrat pe cale orală, transmite News.ro.
Urmărește cele mai noi producții video TechRider.ro
- articolul continuă mai jos -
Rezultatele unor noi cercetări, publicate în revista ACS Chemical Neuroscience, indică faptul că o singură procedură ţintită poate regla activitatea unei zone specifice a creierului fără a afecta alte regiuni. Potrivit cercetătorilor de la Rice, această abordare ar putea deschide calea către tratamente personalizate pentru epilepsie şi alte boli neurologice caracterizate prin hiperactivitate neuronală localizată.
Tehnologia ATAC: ultrasunete și chemogenetică
Metoda, denumită ATAC (în engleză, „acoustic-targeted chemogenetics”), combină ultrasunetele, terapia genică şi chemogenetica, o tehnică ce echipează neuronii cu receptori speciali, care pot fi activaţi sau inhibaţi de un anumit medicament.
În cadrul experimentului, cercetătorii au injectat microbule gazoase în fluxul sanguin, apoi au aplicat ultrasunete focalizate asupra hipocampului. Vibraţia blândă a microbulelor a creat deschideri temporare, la scară nanometrică, în bariera hematoencefalică, suficient de mari pentru a permite vectorilor virali modificaţi să livreze materialul genetic necesar, dar prea mici pentru a permite trecerea celulelor sanguine. Bariera s-a închis natural în câteva ore, menţinând protecţia normală a creierului.
Control precis al activităţii neuronale
Genele introduse au instruit neuronii să producă un receptor inhibitor care funcţionează ca un „dimer molecular” – un comutator care reduce activitatea electrică excesivă atunci când pacientul primeşte un medicament specific. Astfel, cercetătorii pot controla precis o reţea neuronală implicată în crizele epileptice, fără intervenţii chirurgicale sau implanturi permanente.
„Prin ţintirea precisă a hipocampului, putem reduce activitatea doar acolo unde este necesar, lăsând restul creierului neatins”, a explicat Honghao Li, doctorand la Rice şi coautor al studiului.
Tehnologia ATAC confirmă posibilitatea unui control extrem de precis asupra circuitelor cerebrale printr-o procedură minim invazivă şi un medicament simplu. Deschiderea temporară a barierei hematoencefalice cu ultrasunete, cât şi terapia genică pe bază de vectori virali se află deja în teste clinice. Astfel, metoda ar putea accelera dezvoltarea tratamentelor ţintite pentru epilepsie şi alte tulburări neurologice.
Alte aplicaţii ale ultrasunetelor în cercetarea creierului
În plus, echipa de la Rice explorează şi alte aplicaţii complementare ale ultrasunetelor, cum ar fi metoda REMIS (în engleză, „recovery of markers through insonation” – extragerea proteinelor dintr-o regiune cerebrală prin aplicarea ultrasunetelor), care permite eliberarea controlată a proteinelor din regiuni cerebrale specifice, oferind o modalitate noninvazivă de a monitoriza activitatea genetică în creier.
Această tehnică este deja evaluată într-un studiu clinic în colaborare cu Baylor College of Medicine şi MD Anderson Cancer Center. „Ultrasunetele ne oferă un instrument versatil: putem livra terapia, controla neuronii vizaţi şi măsura efectele exact acolo unde intervenim. Scopul nostru este să construim o platformă capabilă să acceseze orice regiune a creierului în siguranţă, să livreze cu precizie orice material genetic şi să permită medicilor să o controleze la cerere – un pas important spre o nouă eră a terapiilor cerebrale personalizate”, a declarat profesorul Jerzy Szablowski, de la Rice, care conduce cercetările.
