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La nueva técnica podía revolucionar el tratamiento para Alzheimer, epilepsia, tumores cerebrales

La universidad de los investigadores de Virginia está promoviendo el uso del ultrasonido enfocado de desafiar la barrera protectora del cerebro de modo que los doctores pudieran, en la horma, entregar muchos tratamientos directamente en el cerebro a las enfermedades neurológicas de la batalla.

La aproximación, los investigadores espera, podría revolucionar el tratamiento para las condiciones de Alzheimer a la epilepsia a los tumores cerebrales - e incluso ayudar a reparar el daño devastador causado por el recorrido.

Richard J. Price, doctorado, de la Facultad de Medicina de UVA y de la escuela de la ingeniería, está utilizando soundwaves enfocados para superar la “barrera hematoencefálica natural,” que protege el cerebro contra patógeno dañinos. Su aproximación apunta abrir brecha la barrera solamente adonde necesitada, y solamente cuando está necesitada, y después entrega tratamientos en la moda exquisitamente exacta.

La barrera hematoencefálica es una del más grande, si no el más grande, reto drogar el lanzamiento para el sistema nervioso central, evolución nos dio esta barrera porque el sistema nervioso central necesita ser protegido. El problema es ahora nosotros quiere entregar algo a esas células y la evolución ha tenido millones y millones de años para optimizar una solución para pararla. … Estoy tentativa tan evitar biología con la física.”

Richard J. Price, doctorado, Facultad de Medicina y escuela de la ingeniería, universidad del sistema de la salud de Virginia

Las ondas acústicas enfocadas de los focos del ultrasonido dentro del cerebro como una lupa pueden enfocar liviano, permitiendo a doctores manipular el tejido sin cortar en el cráneo.

La proyección de imagen de resonancia magnética (MRI), mientras tanto, las permite mirar qué está suceso dentro del cerebro en tiempo real. Mientras que el precio, ingeniero biomédico, está desarrollando sus técnicas en el laboratorio, los doctores están utilizando ya la tecnología para tratar condiciones tales como temblor de Parkinson.

Maravillas del precio en la especificidad de la aproximación. “Con MRI, podemos observar el objetivo, si es un tumor cerebral o es quizá una parte del cerebro que queremos hacer terapia génica conectado, y podemos seleccionarla - podemos hacer real un plan del tratamiento y decir, queremos solamente abrir la barrera [del sangre-cerebro] allí. El otro 95% del cerebro, ni siquiera tocamos,” dijo el precio, el director de investigación en el centro enfocado del ultrasonido de UVA.

“Entonces, cuando aplicamos el ultrasonido enfocado, abre la barrera allí por algunas horas. Nos permite conseguir la terapia génica a través, y entonces se cierra naturalmente.”

La terapia génica introducida vía ultrasonido enfocado esencialmente reprogramaría las células defectuosas.

Para los tumores cerebrales, el precio está explorando el potencial de usar ultrasonido enfocado para entregar terapia génica vía “nanoparticles profundo-penetrantes.”

Los nanoparticles, diseñados por los colaboradores del precio en la Universidad John Hopkins, “se dirige específicamente para penetrar el tejido extremadamente bien,” él dijo. El problema los ha estado transportando donde están necesaria, a menudo profundo dentro del cerebro, y el precio dice asimientos enfocados del ultrasonido la respuesta.

Su solución es utilizar los soundwaves enfocados a los espacios abiertos entre las células en el tejido. “No nos ayuda si usted no puede conseguir a la neurona que es 50 micrones de distancia,” él dijo. “De modo que se convierta un problema del transporte de la ingeniería.”

Además de entregar la terapia, el ultrasonido enfocado puede “precondicionar” el tejido apuntado para aumentar la eficacia del lanzamiento hasta quíntuplo, precio del gen ha encontrado. El precondicionado representa un “simple y la estrategia efectiva” para reforzar las ventajas de los nanoparticles, del él y de sus colegas denuncia en un artículo científico.

Para el recorrido, una condición que es a menudo debilitante cuando no es mortal, precio apunta ayudar al cerebro a curarse. Él haría esto usando ultrasonido enfocado para poner de las “áreas dañadas interior autoguiado hacia el blanco moléculas” para reclutar a las células madres de los nervios para hacer reparaciones. Para esto, sus personas han desarrollado una técnica innovadora llamada la “transfección sonoselective” que evita abrir las barreras hematoencefálicas en los cerebros que se comprometen ya.

“Con el recorrido, hay mucho esfuerzo de intentar salvar el tejido tanto de los nervios como sea posible haciendo cosas como terapia génica,” él dijo. “En nuestro laboratorio, nos pensamos, bien, podemos entregar quizá la derecha del tratamiento a las células que la necesitan, sin abrir brecha la barrera hematoencefálica. Y mis estudiantes imaginaron básicamente cómo hacer eso.”

Que la noción de ayudar la carrocería se cura, de usar ultrasonido enfocado para activar una inmunorespuesta, podría ser útil en tratamientos contra el cáncer también.

“Amaríamos poder poner algo en esas células [del tumor] que entonces permitirán que comiencen a reclutar las células inmunes en el tumor,” él dijimos. “Tenemos muchas pruebas que poder nosotros poder hacer algunas cosas interesantes con ultrasonido enfocado en cuanto al paisaje interno de esos tumores.”

Valore, del departamento de UVA de la ingeniería biomédica, acentúa que su trabajo es todavía temprano, pero lo excitan para crear las nuevas técnicas que podrían cambiar cuántos se tratan las enfermedades importantes en un futuro no muy lejano.

“Hemos tenido buenos resultados [con la investigación] hasta ahora. Pero qué I, como ingeniero, consigue emocionado es alrededor todas estas herramientas que hemos hecho,” él dijo. “Usted puede utilizar estas herramientas para todos estos diversos usos. Pensamos que hay muchas posibilidades realmente emocionantes.”

Source:
Journal reference:

Curley, C.T. , et al. (2020) Augmentation of brain tumor interstitial flow via focused ultrasound promotes brain-penetrating nanoparticle dispersion and transfection. Science Advances. doi.org/10.1126/sciadv.aay1344.