Воздействие ультразвука на глимфатическую систему для предупреждения патологий головного мозга

Исследователи разработали немедикаментозный и неинвазивный метод воздействия на глимфатическую систему при помощи фокусированного ультразвука. В перспективе это может позволить улучшить терапию и профилактику заболеваний головного мозга.

Глимфатическая система, подобно лимфатической системе, отвечает за выведение метаболических отходов и распределение питательных веществ в головном мозге. Нарушения в работе данной системы могут стать причиной серьезных заболеваний, таких как инсульт и нейродегенративные патологии.

Исследование проводилось учеными из Инженерной школы МакКелви Вашингтонского университета в Сент-Луисе и опубликовано 15 мая 2023 г. в Proceedings of the National Academy of Sciences.

Адъюнкт-профессор Хун Чен и ее команда обнаружили прямое доказательство, что сфокусированный ультразвук и циркулирующие микропузырьки способны механически усиливать глимфатический транспорт в мозгу мыши. Метод был назван FUSMB.

Сфокусированные ультразвуковые волны легко проникают в головной мозг, позволяя воздействовать на нужную область. Ранее команда Чен установила, что микропузырьки могут улучшить накопление в головном мозге лекарственных и генных препаратов, доставляемых интраназально. Именно интраназальный способ доставки агентов открывает новые пути для лечения людей, ограниченных отсутствием неинвазивных методов доступа к глимфатической системе.

В рамках нового исследования ученые вводили помеченный флуоресцентно индикатор интраназально, проводили внутривенную инъекцию микропузырьков и направляли сфокусированный ультразвук в головной мозг. УЗИ ткани головного мозга в 3D позволило обнаружить, что метод FUSMB заметно увеличил транспортные возможности в периваскулярном пространстве. Различные комбинации микропузырьков, ультразвука и индикатора в 3-х контрольных группах подтвердили этот результат. Данные подтвердил и инвазивный способ реализации метода FUSMB при помощи инъекции в спинной мозг.

Вне зависимости от того, доставлялся ли индикатор интраназальным или инъекционным путем, метод FUSMB неизменно улучшал глимфатический транспорт.

При этом улучшение транспорта наблюдалось и в артериолах, и в капиллярах при обоих типах доставки. Интенсивность флуоресценции была выше вдоль артериол, чем капилляров и венул.

Ученые рассчитывают, что исследование откроет новые перспективы для применения ультразвука в комбинации с микропузырьками для неинвазивного и немедикаментозного метода к улучшению глимфатического транспорта. Микропузырьки, активируемые ультразвуком, могут помочь улучшить очищение мозга от отходов и способствовать более мягкому течению патологий головного мозга, связанных с нарушением функции лимфатической системы.

В ближайшем будущем команда планирует заняться изучением использования данного метода для профилактики и терапии болезней Паркинсона и Альцгеймера.

Источник: Medical Xpress