초음파가 파킨슨 병을 억제하는 방법
알츠하이머, 파킨슨 병 및 뇌를 파괴하는 기타 질병에 효과적인 약물을 개발하는 데는 두 가지 주요 장애물이 있습니다. 첫 번째는 혈액-뇌 장벽을 극복하고 두 번째는 약물을 정확한 위치에 전달하고 나머지 뇌로 퍼지지 않도록하는 것입니다.
이제 초음파 빔과 미세 기포를 사용하는 새로운 접근 방식은 약물을 뇌의 정확한 위치에 안전하게 전달하는 비 침습적 방법이 될 수 있습니다.
이 기술은 집중 초음파 (FUS)라고하며 혈액-뇌 장벽을 통과 할 수 있다면 다양한 뇌 질환을 치료할 수있는 수천 가지 약물의 문을 열 것입니다.
FUS 장치를 개발 한 뉴욕시에있는 컬럼비아 대학의 과학자들은이 장치가 초기 파킨슨 병 진행을 억제하고 생쥐의 뇌 기능을 향상시키는 데 도움이되었음을 보여주었습니다.
그들은 최근에 결과를 설명합니다 제어 방출 저널 연구 논문.
FUS 기술은 일시적으로 뇌의 특정 부분에있는 혈액-뇌 장벽을 열어 약물이 해당 부분에만 도달 할 수 있도록합니다.
혈액-뇌 장벽 열기
혈액-뇌 장벽은 뇌와 나머지 중추 신경계에 영양을 공급하는 혈관의 복잡한 특징입니다.
이 장벽은 혈류에서 뇌의 실질 또는 기능적 조직으로 넘어가는 병원균과 잠재적으로 유해한 물질을 방지합니다.
FUS 기술은 두개골을 통해 뇌의 정확한 위치로 초음파 펄스를 전송합니다. 맥박이 과학자들이 혈류에 주입 한 미세 기포를 만나면 미세 기포가 작은 혈관 벽 사이에서 진동하도록합니다.
진동하는 미세 기포는 해당 위치에서 혈액-뇌 장벽의 투과성을 가역적으로 증가시킵니다.
FUS 빔이 멈 추면 미세 기포가 진동을 멈추고 혈액 뇌 장벽을 통한 일시적인 접근이 닫힙니다.
FUS는 유전자와 단백질을 뇌로 보냅니다.
최근 연구에서 팀은 파킨슨 병에 집중했습니다. 그들은 FUS를 사용하여 뇌를 변화시키는 유전자와 단백질을 혈액-뇌 장벽을 통해 전달할 수 있음을 보여주었습니다.
장벽을 통과하면 유전자와 단백질이 부분적으로 뇌의 도파민 방출 경로를 복원했습니다. 운동 조절에 중요한 화학 메신저 인 도파민을 만드는 능력의 상실은 파킨슨 병의 초기 특징입니다.
연구원들은 또한 생쥐에서 파킨슨 병의 일부 행동 증상이 감소하는 것을 확인했습니다.
“우리는 뇌에서 행동 및 해부학 적 신경 세포 개선을 모두 발견했습니다.”라고 생의학 공학 및 방사선과 교수 인 선임 연구 저자 중 한 명인 Elisa Konofagou는 말합니다.
Konofagou 교수는 자신과 그녀의 팀이 초기 파킨슨 병에서 도파민 방출 경로를 복원하기 위해 사용 가능한 약물을 처음으로 사용했다고 말합니다.
미국 식품의 약국 (FDA)은 알츠하이머 병 환자에게 약물을 전달하기위한 방법으로 안전 테스트를 할 수 있도록 연구원들에게 조사 기기 면제를 승인했습니다.
가정 치료를위한 휴대용 시스템
Konofagou 교수 팀은 미국에서 FDA로부터 초음파를 사용하여 혈액 뇌 장벽을 개방하는 시험을 승인 한 유일한 그룹입니다. 이 분야에서 일하는 다른 사람들은 나노 입자를 사용하여 혈액 뇌 장벽을 열거 나 MRI를 사용하여 절차를 안내합니다.
Konofagou 교수와 그녀의 팀이 개발 한 FUS 장치는 더 작고 빠르며 저렴합니다. 1,000 개 이상의 요소를 수용하는 헬멧 대신 단일 요소 변환기를 사용합니다. 또한“신경 항법 시스템”은 MRI가 필요하지 않습니다. 연구팀은 수술기구 대신 초음파 변환기를 사용한다는 점을 제외하면 신경 외과 의사가 사용하는 것과 비슷합니다.
이 팀은 의사가 병원에서 환자의 방을 쉽게 출입 할 수있는 휴대용 FUS 시스템을 구상하고 있으며 언젠가는 심지어 집 안팎으로도 이동할 수 있습니다. 또한 치료 시간은 MRI 유도 시술에 필요한 3 ~ 4 시간 대신 30 분 정도만 지속됩니다.
알츠하이머 환자를 대상으로 한 실험이 끝난 후 Konofagou 교수는 파킨슨 병 환자를 대상으로이 장치를 테스트 할 계획입니다.
“우리는 신경 세포 기능을 향상시키면서 신경 퇴화의 급속한 진행을 억제 할 수있었습니다. 우리는 우리 연구가 중추 신경계 질환의 조기 치료를위한 새로운 치료 방법을 열 것으로 기대합니다.”
Elisa Konofagou 교수
