Cómo la ecografía podría ayudar a frenar la enfermedad de Parkinson

Hay dos obstáculos importantes para el desarrollo de medicamentos eficaces para el Alzheimer, el Parkinson y otras enfermedades que destruyen el cerebro. El primero es superar la barrera hematoencefálica y el segundo es administrar el fármaco a un lugar preciso y asegurarse de que no se propague al resto del cerebro.

Una nueva investigación encuentra una manera de apuntar a ubicaciones más precisas en los cerebros con Parkinson.

Ahora, un nuevo enfoque que utiliza rayos de ultrasonido y microburbujas podría ser una forma no invasiva de administrar medicamentos de manera segura a lugares precisos del cerebro.

La técnica se llama ultrasonido enfocado (FUS) y promete abrir la puerta a miles de medicamentos que podrían tratar una variedad de afecciones cerebrales si pudieran cruzar la barrera hematoencefálica.

Los científicos de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York que desarrollaron el dispositivo FUS ahora han demostrado que ayudó a frenar la progresión temprana de la enfermedad de Parkinson y mejorar la función cerebral en ratones.

Describen los resultados en una reciente Diario de liberación controlada trabajo de estudio.

La técnica FUS abre temporalmente la barrera hematoencefálica en una parte específica del cerebro para permitir que los medicamentos lleguen solo a esa parte.

Abriendo la barrera hematoencefálica

La barrera hematoencefálica es una característica compleja de los vasos sanguíneos que alimentan el cerebro y el resto del sistema nervioso central.

La barrera evita que los patógenos y las sustancias potencialmente dañinas pasen del torrente sanguíneo al parénquima, o tejido funcional, del cerebro.

La técnica FUS transmite pulsos de ultrasonido a través del cráneo a una ubicación precisa en el cerebro. Cuando los pulsos se encuentran con las microburbujas que los científicos han inyectado en el torrente sanguíneo, hacen que las microburbujas oscilen entre las paredes de los diminutos vasos sanguíneos.

Las microburbujas oscilantes provocan un aumento reversible de la permeabilidad de la barrera hematoencefálica en ese lugar.

Cuando los rayos FUS se detienen, las microburbujas dejan de oscilar y se cierra el acceso temporal a través de la barrera hematoencefálica.

FUS envía genes y proteínas al cerebro

Para el estudio reciente, el equipo se centró en la enfermedad de Parkinson. Demostraron que podían usar FUS para administrar genes y proteínas que alteran el cerebro a través de la barrera hematoencefálica.

Una vez cruzada la barrera, los genes y las proteínas restauraron parcialmente las vías de liberación de dopamina en el cerebro. La pérdida de la capacidad de producir dopamina, un mensajero químico que es importante para controlar el movimiento, es una característica temprana de la enfermedad de Parkinson.

Los investigadores también vieron reducciones en algunos de los síntomas conductuales de la enfermedad de Parkinson en los ratones.

"Encontramos mejoras neuronales tanto conductuales como anatómicas en el cerebro", dice Elisa Konofagou, una de las autoras principales del estudio, profesora de ingeniería biomédica y también de radiología.

La profesora Konofagou dice que ella y su equipo son los primeros en usar los medicamentos disponibles para restaurar una vía de liberación de dopamina en la enfermedad de Parkinson temprana.

La Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) de los Estados Unidos acaba de otorgar a los investigadores una exención de dispositivo en investigación para que puedan probarlo de forma segura como una forma de administrar medicamentos a personas con enfermedad de Alzheimer.

Sistema portátil para tratamientos caseros

El equipo del Prof. Konofagou es el único grupo en los EE. UU. Que ha obtenido la aprobación de la FDA para probar la apertura de la barrera hematoencefálica mediante ultrasonido. Otros que están trabajando en este campo usan nanopartículas para abrir la barrera hematoencefálica o resonancias magnéticas para guiar el procedimiento.

El dispositivo FUS que la profesora Konofagou y su equipo han desarrollado es más pequeño, más rápido y más económico. Utiliza un transductor de un solo elemento en lugar de un casco que aloja más de 1000 elementos. Además, su "sistema de neuronavegación" no requiere resonancia magnética. El equipo lo compara con el que usan los neurocirujanos, excepto que usa un transductor de ultrasonido en lugar de un instrumento quirúrgico.

El equipo prevé un sistema FUS portátil en el que los médicos pueden entrar y salir fácilmente de las habitaciones de los pacientes en un hospital, y un día, incluso dentro y fuera de sus hogares. Además, el tiempo de tratamiento dura solo alrededor de media hora en lugar de las 3 o 4 horas necesarias para un procedimiento guiado por resonancia magnética.

Después del ensayo en personas con Alzheimer, el profesor Konofagou planea probar el dispositivo en personas con enfermedad de Parkinson.

“Pudimos frenar la rápida progresión de la neurodegeneración mientras mejoramos la función neuronal. Esperamos que nuestro estudio abra nuevas vías terapéuticas para el tratamiento temprano de las enfermedades del sistema nervioso central ”.

Prof. Elisa Konofagou

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