De bloed-hersenbarrière doorbreken: de opkomst van gefocusseerde echografie

Geschreven door door Neal F. Kassell, MD, oprichter en voorzitter, Focused Ultrasound Foundation. lees het volledige artikel onderaan dit bericht via de link.

Innovatieve geneesmiddelen leveren opmerkelijke resultaten op voor patiënten. CAR-T-therapieën kunnen kanker in remissie brengen; gentherapieën kunnen verwoestende aandoeningen omkeren; en antivirale middelen kunnen het virus dat aids veroorzaakt on-detecteerbaar maken. Ondanks het verleidelijke succes van veel therapieën, blijven sommige ziekten moeilijke tegenstanders en hebben niet alle patiënten baat bij behandeling.

Gebruikmaken van de kracht van echografie

Gefocusseerde echografie is een niet-invasieve technologie die de behandeling van veel medische aandoeningen transformeert door ultrasone energie te richten op weefsel diep in het lichaam zonder incisies of straling. Het is tot nu toe goedgekeurd door de Amerikaanse FDA voor negen indicaties, waaronder essentiële tremor, de ziekte van Parkinson, prostaatkanker, vleesbomen en pijn door botmetastasen. Over de hele wereld is het goedgekeurd voor gebruik in meer dan 30 indicaties en bevindt het zich in verschillende stadia van onderzoek en ontwikkeling voor 180 aandoeningen.

Gefocusseerde echografie brengt krachtige technologieën samen – magnetische resonantie of ultrasone beeldvorming richt zich op ultrasone energie op het te behandelen weefsel, begeleidt en controleert de behandeling in realtime en bevestigt de effectiviteit van de behandeling. Het fundamentele principe van gefocusseerde echografie is analoog aan het gebruik van een vergrootglas om zonnestralen op een enkel punt te concentreren om een gat in een blad te branden. Bij gerichte echografie wordt een akoestische lens gebruikt om meerdere kruisende bundels ultrageluid met extreme precisie en nauwkeurigheid te concentreren op een doel diep in het lichaam. Afhankelijk van het ontwerp van de lens en de ultrasone parameters kan het doel zo klein zijn als 1×1,5 mm of zo groot als 10×16 mm in diameter. Waar elk van de afzonderlijke stralen door het weefsel gaat, is er geen effect. In het brandpunt resulteert de convergentie van de meerdere bundels van gefocusseerde ultrasone energie echter in veel belangrijke biologische effecten, waardoor de mogelijkheid ontstaat om een verscheidenheid aan medische aandoeningen te behandelen.

Medicijnen verder brengen dan de BBB

Onderzoekers en clinici over de hele wereld maken gebruik van gefocusseerde echografie om de BBB niet-invasief, veilig en omkeerbaar te openen, waardoor een belangrijk obstakel voor therapieën gericht op neurodegeneratieve ziekten wordt overwonnen. De mechanische effecten van gefocusseerde echografie, namelijk cavitatie, worden verondersteld de belangrijkste oorzaak te zijn van BBB-verstoring. Kleine belletjes die tijdens ultrasone beeldvormingsprocedures als contrastmiddel worden gebruikt, worden tijdens de gefocusseerde ultrasone procedure in de bloedbaan geïnjecteerd. Wanneer ultrasone golven op specifieke delen van de hersenen worden gericht, zetten de bellen uit en trekken ze samen, waardoor de dicht opeengepakte cellen van de BBB uit elkaar worden geduwd. Deze microbellen oscilleren in de vaten en oefenen druk uit op het endotheel, waardoor de tight junctions uit elkaar worden gedwongen. Normaal gesproken kunnen alleen kleine moleculen (meestal kleiner dan 400 Da) met de juiste lading en hydrofiliciteit de BBB passeren, maar het is aangetoond dat verstoring van deze barrière met gefocusseerde echografie moleculen zo groot als 150 kDa in staat stelt om te passeren.

Lipsman et al. waren de eersten die melding maakten van het gebruik van gefocusseerde echografie plus microbellen om de BBB veilig en tijdelijk te openen bij patiënten met de ziekte van Alzheimer. Dezelfde groep rapporteerde ook het vermogen van gefocusseerde echografie om de BBB te openen in gebieden van de hersenen die worden getroffen door amyotrofische laterale sclerose (ALS), ook bekend als de ziekte van Lou Gehrig.

Eerder dit jaar rapporteerde een team van het West Virginia University Rockefeller Neuroscience Institute over het gebruik van gerichte echografie om de BBB te openen om de afgifte van aducanumab te versnellen, een behandeling voor de ziekte van Alzheimer die aanvankelijk in 2021 werd goedgekeurd. Dit medicijn is omgeven door controverse over het vermogen om cognitieve achteruitgang te vertragen. Een probleem is dat het erg lang duurt voordat het medicijn de hersenen binnendringt vanwege de BBB, gedurende welke tijd de ziekte zich blijft ontwikkelen. Voer gerichte echografie in. De toepassing van deze technologie zou de BBB kunnen openen en een verhoogde afgifte van AD-medicijnen mogelijk kunnen maken aan gerichte delen van de hersenen die vaak door de ziekte worden aangetast.

Het team meldde dat de tijdelijke opening tot 48 uur kan duren, waardoor een verhoogde penetratie van aducanumab in de hersenen mogelijk is. PET-scans van deelnemers aan de studie onthulden een grotere vermindering van amyloïde plaques in de met echografie behandelde hersengebieden in vergelijking met diezelfde regio’s aan de onbehandelde kant van de hersenen. Dit suggereerde dat er aan de behandelde kant meer aducanumab in de hersenen terechtkwam. Het opruimen van plaques werd met 32% versneld en de hoeveelheid plaque werd 50% meer verminderd dan in de controlegebieden.4 Hoewel aducanumab onlangs van de markt is gehaald vanwege de twijfelachtige werkzaamheid, zal Dr. Rezai zijn studie voortzetten met gerichte echografie BBB-opening en een ander goedgekeurd medicijn.

Zonder twijfel zal het gebruik van gefocusseerde echografie essentieel zijn om enkele van onze meest uitdagende ziekten aan te pakken. Gefocusseerde echografie verandert nu al de manier waarop neurochirurgen neurodegeneratieve ziekten benaderen, en het gaat snel vooruit op het gebied van oncologie. Deze zeer veelzijdige technologie biedt nieuwe opties voor onderzoekers en clinici bij het bedenken en bevorderen van baanbrekende therapieën met het potentieel om levens te veranderen.

Lees hier het volledige artikel