Är detta ett bättre sätt att leverera droger till hjärnan?
Blod-hjärnbarriären är ett skyddande skikt som omger hjärnan. Dess huvudsakliga funktion är att förhindra att potentiellt skadliga ämnen läcker in i detta organ. Men det kan också hindra vissa terapeutiska läkemedel från att nå sitt mål.
Blod-hjärnbarriären förhindrar antitumörläkemedel och de som bekämpar symtomen på neurologiska tillstånd som Alzheimers sjukdom från att nå hjärnan och göra sitt arbete.
Forskare kan ta itu med denna fråga genom att tillfälligt kringgå blod-hjärnbarriären genom att använda lågfrekventa ultraljudspulser.
Hittills har de bara experimenterat med långvågs-ultraljudspulser.
Dessa kan emellertid medföra biverkningar, såsom skada på hjärnvävnad och långvarig exponering för skadliga molekyler som tränger igenom blod-hjärnbarriären vid sidan av drogerna.
Nu föreslår forskning vid Imperial College London i Storbritannien att ett nytt tillvägagångssätt för ultraljudsstörning av blod-hjärnbarriären kan fungera bättre och orsaka färre problem.
Teamet - ledt av James Choi, Ph.D.- fokuserar på användningen av kortvågs-ultraljudspulser, som forskarna nyligen har testat i musmodeller.
Efter den nya forskningen vars resultat visas i tidskriften Radiologi, Konstaterar Choi att han och hans kollegor "nu har hittat ett till synes effektivt sätt att få potentiellt effektiva läkemedel dit de behöver vara."
”Bokstavligen öppnar hjärnan” för behandlingar
I den nya studien jämförde forskarna effekterna av lång- och kortvågs-ultraljudspulser i störningen av blod-hjärnbarriären i musmodeller.
De injicerade de 28 gnagarna med mikrobubblor som kan bära specifika läkemedel till sitt mål. Sedan applicerade de ultraljud med långvåg på 14 av dessa möss och kortvåg ultraljud på de återstående 14.
Pulserna modifierar trycket i blodkärlen, vilket gör att mikrobubblorna kan expandera eller dra ihop sig, vilket i sin tur hjälper dem att tränga igenom blod-hjärnbarriären lite efter lite.
Choi och team avslöjade att användning av kortvågspulser ledde till effektiv läkemedelsleverans till hjärnan utan att orsaka vävnadsskada. Detta är en av biverkningarna av långvågspulser.
De såg också att blod-hjärnbarriären stängdes igen inom tio minuter efter kortvågspulsinterventionen, vilket innebär att patogener hade mindre chans att läcka in i hjärnan.
"Blod-hjärnbarriären", säger Choi, "är relativt enkel att öppna men nuvarande tekniker kan inte göra det säkert - det är därför vi inte har kunnat använda dem hos människor utan biverkningar."
"Vårt nya sätt att applicera ultraljud kan, efter ytterligare forskning, bokstavligen öppna hjärnan för alla slags droger som vi tidigare hade bortsett från."
James Choi, doktorsexamen
Deras studie, tillägger forskarna, fick finansiering från Alzheimers Research UK, en registrerad välgörenhetsorganisation som stöder forskning om behandlingar för Alzheimers och andra former av demens.
Detta berodde på att de har ett hopp om att deras nya metod för att leverera behandlingar direkt till hjärnan kan vara till hjälp i samband med behandlingar mot Alzheimers, andra neurologiska tillstånd och hjärncancer.
"Många potentiella läkemedel som såg lovande ut i laboratoriemiljöer", säger Choi, "gick aldrig över till användning hos människor - möjligen för att de blockerades av blod-hjärnbarriären när det gällde att använda dem hos människor", säger Choi.
"Medan blod-hjärnbarriären skyddar hjärnan mot skador och infektioner, gör det det mycket svårt att leverera behandlingar i hjärnan", tillägger Dr. Sara Imarisio, som är forskningschef på Alzheimers Research UK och inte deltog i ny studie.
Hon avslutar: "Även om den här studien som undersöker hur vi kan tränga igenom blod-hjärnbarriären genomfördes hos möss, är det ett viktigt steg innan teknik som denna kan testas hos människor."
