A pesquisa mostra a maneira nova de visar a entrega da droga para tumores cerebrais

O brainstem de uma pessoa controla algumas das funções as mais importantes do corpo, incluindo o batimento cardíaco, a respiração, a pressão sanguínea e a absorção. O crescimento do tumor nesta parte do cérebro é conseqüentemente duas vezes tão devastador. Não somente pode tal crescimento interromper funções vitais, mas operar-se nesta área é tão arriscado, muitos profissionais médicos recusa considerá-la como uma opção.

A pesquisa nova, interdisciplinar na universidade de Washington em St Louis mostrou uma maneira de visar a entrega da droga apenas a essa área do cérebro usando medidas não invasoras, amparada por uma tecnologia nova: ultra-som focalizado.

A pesquisa vem do laboratório de Hong Chen, professor adjunto da engenharia biomedicável na escola da engenharia & de ciência aplicada e professor adjunto da oncologia da radiação na Faculdade de Medicina da universidade de Washington. Chen desenvolveu uma maneira nova em que ultra-som e seu agente do contraste -- consistindo em bolhas minúsculas -- pode ser emparelhado com a administração intranasal, para dirigir uma droga ao brainstem.

A pesquisa, que igualmente incluiu a faculdade do instituto de Mallinckrodt da radiologia e do departamento da pediatria na Faculdade de Medicina, junto com o Ministério de Energia, engenharia ambiental & química na escola da engenharia & de ciência aplicada, foi publicada em linha esta semana e estará na introdução Sept. do 28 do jornal de liberação controlada.

Esta técnica pode trazer a medicina uma etapa mais perto de curar as doenças cérebro-baseadas tais como gliomas intrínsecas difusas do pontine (DIPG), um cancro cerebral da infância com uma taxa de sobrevivência de cinco anos de uns dois por cento escasso, um prognóstico desânimo que permaneça inalterado sobre os 40 anos passados. (Para adicionar a perspectiva, o cancro o mais comum da infância, leucemia lymphoblastic aguda, tem uma taxa de sobrevivência de cinco anos de quase 90 por cento).

“Todos os anos nos Estados Unidos, há não mais de 300 casos,” Chen disse. “Todas as doenças pediatras são raras; felizmente, isto é ainda mais raro. Mas nós não podemos contar números desta maneira, porque para os cabritos que têm esta doença e suas famílias, é devastador.”

A técnica de Chen combina o ultra-som focalizado com a entrega IntraNasal, (FUSIN). A entrega intranasal aproveita-se de uma propriedade original dos nervos olfactivos e de trigeminal: podem levar nanoparticles directamente ao cérebro, contorneando a barreira do cérebro do sangue, um obstáculo drogar a entrega no cérebro.

Esta capacidade original da entrega intranasal foi demonstrada no ano passado por co-autores Ramesh Raliya, cientista da pesquisa, e Pratim Biswas, vice-chanceler assistente e cadeira do Ministério de Energia, engenharia ambiental & química e o professor de Lucy & de Stanley Lopata, em sua publicação 2017 em relatórios científicos.

“No início, eu poderia nem sequer acreditar que este poderia trabalhar,” Hong disse de entregar drogas ao cérebro intranasally. “Eu pensei que nossos cérebros estão protegidos inteiramente. Mas estes nervos conectam realmente directamente com o cérebro e fornecem de acesso directo ao cérebro.”

Quando a entrega nasal da droga do cérebro for uma etapa enorme para a frente, não é ainda possível visar uma droga a uma área específica. A técnica visada do ultra-som de Chen está endereçando esse problema.

Ao fazer uma varredura do ultra-som, o agente do contraste usado para destacar imagens é compor das microbolhas. Injetado uma vez na circulação sanguínea, as microbolhas comportam-se como os glóbulos vermelhos, atravessando o corpo como o coração bombeiam.

Uma vez que alcançam o local onde a onda do ultra-som está focalizada, fazem algo incomum.

“Começam expandir e contrato,” Chen disse. Como fazem assim, actuam como uma bomba aos vasos sanguíneos circunvizinhos assim como ao espaço perivascular -- o espaço que cerca os vasos sanguíneos.

“Considere os vasos sanguíneos como um rio,” Chen disse. “A maneira convencional de entregar drogas é despejá-las no rio.” Em outras partes do corpo, os bancos do rio são um bit “gotejante,” Chen disse, permitindo que as drogas escoem no tecido circunvizinho. Mas a barreira do cérebro do sangue, que forma uma camada protectora em torno dos vasos sanguíneos no cérebro, impede este escapamento, particularmente nos cérebros de pacientes novos, tais como aqueles com com o DIPG.

“Nós entregaremos a droga do nariz a directamente fora do rio,” Chen disse, “no espaço perivascular.”

Então, uma vez que o ultra-som é aplicado na haste de cérebro, as microbolhas começarão a expandir e contratar. As microbolhas de oscilação empurram e puxam, bombeando a droga para o brainstem. Esta técnica igualmente endereça o problema da toxicidade da droga -- as drogas atravessarão directamente ao cérebro em vez da circulação o corpo inteiro. Em colaboração com Yongjian Liu, um professor adjunto da radiologia, e Yuan-Chuan TAI, um professor adjunto da radiologia, Chen usou o tomografia de emissão de positrão (varredura do ANIMAL DE ESTIMAÇÃO) para verificar que havia uma acumulação mínima de nanoparticles intranasal-administrados em órgãos principais, incluindo os pulmões, o fígado, o baço, o rim e o coração.

Até agora, o laboratório de Chen teve o sucesso usando sua técnica nos ratos para a entrega dos nanoclusters do ouro feitos pela equipe conduzida por Liu.

“O passo seguinte é demonstrar a eficácia terapêutica de FUSIN na entrega de drogas da quimioterapia para o tratamento de DIPG,” disse Dezhuang YE, autor principal do papel, que é o aluno diplomado de Chen do departamento da engenharia mecânica & da ciência de materiais. O laboratório igualmente teamed acima com Biswas para desenvolver um dispositivo nasal da entrega do aerossol novo para escalar acima a técnica de um rato a um grande modelo animal.

O laboratório de Chen colaborou nesta pesquisa com o neuro-oncologista pediatra Joshua Rubin, DM, PhD, um professor da pediatria na Faculdade de Medicina que trata pacientes no hospital de crianças de St Louis. Chen disse as esperanças da equipe traduzir os resultados deste estudo em ensaios clínicos para crianças com o DIPG.

Há umas dificuldades adiante, mas Chen acredita que os pesquisadores precisarão de continuar a inovar quando se trata de resolver um problema difícil como tratando DIPG.

Uma inspiração visada

O laboratório de Hong Chen colaborou com o Joshua Rubin, DM, PhD, um professor da pediatria na Faculdade de Medicina nesta pesquisa. E começou toda com um par colegas que falam um dia:

“Meu trabalho neste campo começado com uma conversação com ele,” Chen disse. “Disse, “wow, este seria uma técnica perfeita para tratar esta doença mortal.” Sem ele para apontar-me neste sentido, eu provavelmente não saberia que esta aplicação existiu.

“É por isso eu considero o ambiente da universidade de Washington, e a escola da engenharia & de ciência aplicada, tão original. Fornece-lhe tanto a oportunidade de trabalhar com os povos dos fundos diferentes. Permitiu que eu expandisse meu espaço da pesquisa e pudesse trabalhar em perguntas clìnica relevantes.”

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