La recherche montre la voie neuve de viser la distribution de médicament pour des tumeurs cérébrales

Le tronc cérébral d'une personne règle certains de la plupart des rôles importants du fuselage, y compris le battement de coeur, la respiration, la pression sanguine et avaler. La croissance tumorale dans la présente partie du cerveau est pour cette raison deux fois aussi dévastatrice. Non seulement peut un tel accroissement perturber des fonctionnements indispensables, mais le fonctionnement dans cet endroit est si risqué, beaucoup de professionnels médicaux refusent de le considérer comme option.

La recherche neuve et interdisciplinaire à l'université de Washington à St Louis a montré une voie de viser la distribution de médicament juste à cette région du cerveau utilisant des mesures non envahissantes, soutenues par une technologie nouvelle : ultrason orienté.

La recherche vient du laboratoire de Hong Chen, professeur adjoint de génie biomédical dans l'école du bureau d'études et de la science appliquée et professeur adjoint de l'oncologie de radiothérapie à l'École de Médecine d'université de Washington. Chen a développé une voie nouvelle dont ultrason et son agent de contraste -- se composer des bulles minuscules -- peut être appareillé avec la gestion intranasale, pour diriger un médicament vers le tronc cérébral.

La recherche, qui a également compris le corps enseignant de l'institut de Mallinckrodt de la radiologie et du service de pédiatrie à l'École de Médecine, avec le Département de l'énergie, génie environnemental et chimique dans l'école du bureau d'études et de la science appliquée, était cette semaine en ligne publiée et sera dans l'édition septembre de 28 du tourillon de la libération contrôlée.

Cette technique peut porter à médicament une opération plus près de guérir les maladies basées sur cerveau telles que les gliomes intrinsèques diffus de pontine (DIPG), un cancer du cerveau d'enfance avec un taux de survie de cinq ans des deux pour cent limité, un pronostic morne qui est demeuré intact au cours des 40 dernières années. (Pour ajouter le point de vue, le cancer d'enfance le plus courant, leucémie aiguë lymphoblastique, a un taux de survie de cinq ans de presque 90 pour cent).

« Tous les ans aux Etats-Unis, il n'y a pas plus de 300 cas, » Chen a dit. « Toutes les maladies pédiatriques sont rares ; heureusement, c'est bien plus rare. Mais nous ne pouvons pas compter des numéros de cette façon, parce que pour les chevreaux qui ont cette maladie et leurs familles, elle est dévastatrice. »

La technique de Chen combine l'ultrason orienté avec la distribution intranasale, (FUSIN). La distribution intranasale tire profit d'une seule propriété de l'olfactif et des nerfs trijumeaux : ils peuvent transporter des nanoparticles directement au cerveau, dérivant le barrage hématoméningé, un obstacle de doper la distribution dans le cerveau.

Cette seule capacité de la distribution intranasale a été expliquée l'année dernière par des co-auteurs Ramesh Raliya, scientifique de recherches, et Pratim Biswas, chancelier vice auxiliaire et présidence du Département de l'énergie, le génie environnemental et chimique et la Lucy et le professeur de Stanley Lopata, en leur publication 2017 dans des états scientifiques.

« Au début, je ne pourrais pas même croire que ceci pourrait fonctionner, » Hong a dit de livrer des médicaments au cerveau en intranasale. « J'ai pensé que nos cerveaux sont entièrement protégés. Mais ces nerfs branchent réellement directement au cerveau et fournissent l'accès direct au cerveau. »

Tandis que la distribution nasale de médicament de cerveau est un pas en avant énorme, il n'est pas encore possible de viser un médicament à un endroit spécifique. La technique visée de l'ultrason de Chen traite ce problème.

En faire une échographie d'ultrason, l'agent de contraste utilisé aux images de point culminant se compose de microboules. Une fois injecté dans la circulation sanguine, les microboules se comportent comme des hématies, traversant le fuselage comme coeur pompe.

Une fois qu'elles atteignent le site où l'onde d'ultrason est orientée, elles font quelque chose exceptionnelle.

« Elles commencent à augmenter et contrat, » Chen a dit. Comme le font cela elles, elles agissent en tant que pompe aux vaisseaux sanguins environnants ainsi qu'à l'espace périvasculaire -- l'espace entourant les vaisseaux sanguins.

« Considérez les vaisseaux sanguins comme une rivière, » Chen a dit. « La voie conventionnelle de livrer des médicaments est de les vider en rivière. » Dans d'autres parties du fuselage, les côtés de la rivière sont un morceau « inétanche, » Chen a dit, permettant aux médicaments de s'infiltrer dans le tissu environnant. Mais le barrage hématoméningé, qui forme une couche protectrice autour des vaisseaux sanguins dans le cerveau, évite cette fuite, en particulier dans les cerveaux de jeunes patients, de ce type avec avec DIPG.

« Nous livrerons le médicament du nez à directement en dehors de la rivière, » Chen a dit, « dans l'espace périvasculaire. »

Puis, une fois que l'ultrason est appliqué au tronc cérébral, les microboules commenceront à augmenter et se contracter. Les microboules de oscillation poussent et tirent, pompant le médicament vers le tronc cérébral. Cette technique traite également le problème de la toxicité de médicament -- les médicaments passeront directement au cerveau au lieu de la diffusion par le corps entier. En collaboration avec Yongjian Liu, un professeur agrégé de la radiologie, et du Yuan-Chuan Tai, un professeur agrégé de la radiologie, Chen avait l'habitude la tomographie d'émission de positons (échographie d'ANIMAL FAMILIER) pour vérifier qu'il y avait accumulation minimale de nanoparticles intranasal-administrés dans les organes importants, y compris les poumons, le foie, la rate, le rein et le coeur.

Jusqu'ici, le laboratoire de Chen a eu la réussite utilisant leur technique dans les souris pour la distribution des nanoclusters d'or effectués par l'équipe aboutie par Liu.

« La prochaine opération est d'expliquer l'efficacité thérapeutique de FUSIN dans la distribution des substances chimiothérapeutiques pour la demande de règlement de DIPG, » a dit Dezhuang YE, auteur important du papier, qui est l'étudiant de troisième cycle de Chen du service de l'industrie mécanique et de la science des matériaux. Le laboratoire s'est également associé à Biswas pour développer un dispositif nasal de la distribution d'aérosol neuf pour écailler la technique d'une souris à un grand modèle animal.

Le laboratoire de Chen a collaboré sur cette recherche avec le neuro-oncologiste pédiatrique Joshua Rubin, DM, PhD, un professeur de la pédiatrie à l'École de Médecine qui soigne des patients à l'hôpital pour enfants de St Louis. Chen a dit les espoirs d'équipe de traduire les découvertes de cette étude en tests cliniques pour des enfants avec DIPG.

Il y a des difficultés en avant, mais Chen croit que les chercheurs devront continuer à innover quand il s'agit de résoudre un problème difficile tel que traitant DIPG.

Une inspiration visée

Le laboratoire de Hong Chen a collaboré avec Joshua Rubin, DM, PhD, un professeur de la pédiatrie à l'École de Médecine sur cette recherche. Et il a tout commencé par quelques collègues parlant un jour :

« Mon travail dans ce domaine commencé par une conversation avec lui, » Chen a dit. « Il a dit, « wow, ceci serait une technique parfaite pour traiter cette maladie mortelle. » Sans lui pour me diriger dans ce sens, je n'aurais pas su probablement que cette application a existé.

« Qui est pourquoi je considère l'environnement d'université de Washington, et l'école du bureau d'études et de la science appliquée, si seule. Elle te fournit tellement l'opportunité de travailler avec des gens de différents milieux. Elle m'a permise d'augmenter mon étendue de recherches et de pouvoir travailler sur des questions cliniquement appropriées. »

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