వార్తలు

వృద్ధులలో సర్వసాధారణమైన అల్జీమర్స్ వ్యాధి చాలా మందిని పీడిస్తోంది.

అల్జీమర్స్ వ్యాధి చికిత్సలో ఒక సవాళ్లు ఏమిటంటే, మెదడు కణజాలానికి చికిత్సా ఔషధాల పంపిణీ రక్త-మెదడు అవరోధం ద్వారా పరిమితం చేయబడింది. MRI- గైడెడ్ తక్కువ-తీవ్రత కేంద్రీకృత అల్ట్రాసౌండ్ అల్జీమర్స్ వ్యాధి లేదా పార్కిన్సన్స్ వ్యాధి, మెదడు కణితులు మరియు అమియోట్రోఫిక్ లాటరల్ స్క్లెరోసిస్ వంటి ఇతర నాడీ సంబంధిత రుగ్మతలతో బాధపడుతున్న రోగులలో రక్త-మెదడు అవరోధాన్ని రివర్స్‌గా తెరవగలదని అధ్యయనం కనుగొంది.

వెస్ట్ వర్జీనియా విశ్వవిద్యాలయంలోని రాక్‌ఫెల్లర్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఫర్ న్యూరోసైన్స్‌లో ఇటీవల జరిగిన ఒక చిన్న ప్రూఫ్-ఆఫ్-కాన్సెప్ట్ ట్రయల్, అడుకనుమాబ్ ఇన్ఫ్యూషన్‌ను ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్‌తో కలిపి పొందిన అల్జీమర్స్ వ్యాధి ఉన్న రోగులు తాత్కాలికంగా రక్త-మెదడు అవరోధాన్ని తెరిచారని, ట్రయల్ వైపు మెదడు అమిలాయిడ్ బీటా (Aβ) లోడ్‌ను గణనీయంగా తగ్గించిందని చూపించింది. ఈ పరిశోధన మెదడు రుగ్మతలకు చికిత్సలకు కొత్త ద్వారాలు తెరవగలదు.

రక్త-మెదడు అవరోధం మెదడును హానికరమైన పదార్థాల నుండి రక్షిస్తుంది, అదే సమయంలో అవసరమైన పోషకాలు గుండా వెళ్ళడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. కానీ రక్త-మెదడు అవరోధం మెదడుకు చికిత్సా ఔషధాల పంపిణీని కూడా నిరోధిస్తుంది, అల్జీమర్స్ వ్యాధికి చికిత్స చేసేటప్పుడు ఇది చాలా తీవ్రమైన సవాలు. ప్రపంచం వయస్సు పెరిగే కొద్దీ, అల్జీమర్స్ వ్యాధి ఉన్నవారి సంఖ్య సంవత్సరం నుండి సంవత్సరం పెరుగుతోంది మరియు దాని చికిత్సా ఎంపికలు పరిమితంగా ఉంటాయి, ఇది ఆరోగ్య సంరక్షణపై భారీ భారాన్ని మోస్తుంది. అడుకానుమాబ్ అనేది అమిలాయిడ్ బీటా (Aβ)-బైండింగ్ మోనోక్లోనల్ యాంటీబాడీ, దీనిని అల్జీమర్స్ వ్యాధి చికిత్స కోసం US ఫుడ్ అండ్ డ్రగ్ అడ్మినిస్ట్రేషన్ (FDA) ఆమోదించింది, కానీ రక్త-మెదడు అవరోధంలోకి దాని చొచ్చుకుపోవడం పరిమితం.

కేంద్రీకృత అల్ట్రాసౌండ్ యాంత్రిక తరంగాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఇవి కుదింపు మరియు పలుచన మధ్య డోలనాలను ప్రేరేపిస్తాయి. రక్తంలోకి ఇంజెక్ట్ చేయబడినప్పుడు మరియు అల్ట్రాసోనిక్ క్షేత్రానికి గురైనప్పుడు, బుడగలు చుట్టుపక్కల ఉన్న కణజాలం మరియు రక్తం కంటే ఎక్కువగా కుదించబడి విస్తరిస్తాయి. ఈ డోలనాలు రక్తనాళ గోడపై యాంత్రిక ఒత్తిడిని సృష్టిస్తాయి, దీనివల్ల ఎండోథెలియల్ కణాల మధ్య గట్టి సంబంధాలు సాగుతాయి మరియు తెరుచుకుంటాయి (క్రింద ఉన్న చిత్రం). ఫలితంగా, రక్త-మెదడు అవరోధం యొక్క సమగ్రత రాజీపడుతుంది, అణువులు మెదడులోకి వ్యాపించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది. రక్త-మెదడు అవరోధం దాదాపు ఆరు గంటల్లో దానంతట అదే నయమవుతుంది.

రక్త నాళాలలో మైక్రోమీటర్-పరిమాణ బుడగలు ఉన్నప్పుడు కేశనాళిక గోడలపై డైరెక్షనల్ అల్ట్రాసౌండ్ ప్రభావాన్ని ఈ బొమ్మ చూపిస్తుంది. వాయువు యొక్క అధిక సంపీడనత కారణంగా, బుడగలు చుట్టుపక్కల కణజాలం కంటే ఎక్కువగా సంకోచించి విస్తరిస్తాయి, దీనివల్ల ఎండోథెలియల్ కణాలపై యాంత్రిక ఒత్తిడి ఏర్పడుతుంది. ఈ ప్రక్రియ గట్టి కనెక్షన్లు తెరుచుకుంటాయి మరియు ఆస్ట్రోసైట్ చివరలు రక్తనాళ గోడ నుండి పడిపోవడానికి కూడా కారణమవుతాయి, రక్త-మెదడు అవరోధం యొక్క సమగ్రతను దెబ్బతీస్తాయి మరియు యాంటీబాడీ వ్యాప్తిని ప్రోత్సహిస్తాయి. అదనంగా, కేంద్రీకృత అల్ట్రాసౌండ్‌కు గురైన ఎండోథెలియల్ కణాలు వాటి క్రియాశీల వాక్యూలార్ రవాణా కార్యకలాపాలను మెరుగుపరిచాయి మరియు ఎఫ్లక్స్ పంప్ పనితీరును అణచివేశాయి, తద్వారా మెదడు యొక్క యాంటీబాడీల క్లియరెన్స్‌ను తగ్గిస్తాయి. అల్ట్రాసౌండ్ చికిత్స ప్రణాళికను అభివృద్ధి చేయడానికి కంప్యూటెడ్ టోమోగ్రఫీ (CT) మరియు మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ ఇమేజింగ్ (MRI), బేస్‌లైన్‌లో 18F-ఫ్లూబిటాబాన్ పాజిట్రాన్ ఎమిషన్ టోమోగ్రఫీ (PET), ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ చికిత్సకు ముందు యాంటీబాడీ ఇన్ఫ్యూషన్ మరియు చికిత్స సమయంలో మైక్రోవేసిక్యులర్ ఇన్ఫ్యూషన్ మరియు చికిత్సను నియంత్రించడానికి ఉపయోగించే మైక్రోవేసిక్యులర్ స్కాటరింగ్ అల్ట్రాసౌండ్ సిగ్నల్‌ల యొక్క శబ్ద పర్యవేక్షణ వంటి చికిత్స షెడ్యూల్‌ను చిత్రం B చూపిస్తుంది. ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ చికిత్స తర్వాత పొందిన చిత్రాలలో T1-వెయిటెడ్ కాంట్రాస్ట్-ఎన్‌హాన్స్డ్ MRI ఉంది, ఇది అల్ట్రాసౌండ్ చికిత్స చేయబడిన ప్రాంతంలో రక్త-మెదడు అవరోధం తెరిచి ఉందని చూపించింది. 24 నుండి 48 గంటల ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ చికిత్స తర్వాత అదే ప్రాంతం యొక్క చిత్రాలు రక్త-మెదడు అవరోధం యొక్క పూర్తి స్వస్థతను చూపించాయి. 26 వారాల తర్వాత రోగులలో ఒకరిలో ఫాలో-అప్ సమయంలో 18F-ఫ్లూబిటాబాన్ PET స్కాన్ చికిత్స తర్వాత మెదడులో తగ్గిన Aβ స్థాయిలను చూపించింది. ఫిగర్ C చికిత్స సమయంలో MRI-గైడెడ్ ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ సెటప్‌ను చూపిస్తుంది. హెమిస్పెరికల్ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ హెల్మెట్‌లో 1,000 కంటే ఎక్కువ అల్ట్రాసౌండ్ మూలాలు ఉన్నాయి, ఇవి MRI నుండి రియల్-టైమ్ మార్గదర్శకత్వాన్ని ఉపయోగించి మెదడులోని ఒకే కేంద్ర బిందువుగా కలుస్తాయి.

2001లో, ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ మొదటిసారిగా జంతు అధ్యయనాలలో రక్త-మెదడు అవరోధం తెరవడాన్ని ప్రేరేపిస్తుందని చూపబడింది మరియు తదుపరి ప్రీక్లినికల్ అధ్యయనాలు ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ ఔషధ పంపిణీ మరియు సామర్థ్యాన్ని పెంచుతుందని చూపించాయి. అప్పటి నుండి, ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ మందులు తీసుకోని అల్జీమర్స్ రోగులలో రక్త-మెదడు అవరోధాన్ని సురక్షితంగా తెరవగలదని మరియు రొమ్ము క్యాన్సర్ మెదడు మెటాస్టేసెస్‌కు ప్రతిరోధకాలను కూడా అందించగలదని కనుగొనబడింది.

మైక్రోబబుల్ డెలివరీ ప్రక్రియ

మైక్రోబబుల్స్ అనేది అల్ట్రాసౌండ్ కాంట్రాస్ట్ ఏజెంట్, దీనిని సాధారణంగా అల్ట్రాసౌండ్ నిర్ధారణలో రక్త ప్రవాహం మరియు రక్త నాళాలను పరిశీలించడానికి ఉపయోగిస్తారు. అల్ట్రాసౌండ్ చికిత్స సమయంలో, ఆక్టాఫ్లోరోప్రొపేన్ యొక్క ఫాస్ఫోలిపిడ్-పూతతో కూడిన నాన్-పైరోజెనిక్ బబుల్ సస్పెన్షన్‌ను ఇంట్రావీనస్‌గా ఇంజెక్ట్ చేశారు (మూర్తి 1B). మైక్రోబబుల్స్ అధిక పాలీడిస్పర్స్డ్, 1 μm కంటే తక్కువ నుండి 10 μm కంటే ఎక్కువ వ్యాసం కలిగి ఉంటాయి. ఆక్టాఫ్లోరోప్రొపేన్ అనేది జీవక్రియ చేయబడని స్థిరమైన వాయువు మరియు ఊపిరితిత్తుల ద్వారా విసర్జించబడుతుంది. బుడగలను చుట్టి స్థిరీకరించే లిపిడ్ షెల్ ఎండోజెనస్ ఫాస్ఫోలిపిడ్‌ల మాదిరిగానే జీవక్రియ చేయబడిన మూడు సహజ మానవ లిపిడ్‌లతో కూడి ఉంటుంది.

కేంద్రీకృత అల్ట్రాసౌండ్ ఉత్పత్తి

రోగి తల చుట్టూ ఉండే అర్ధగోళ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్ హెల్మెట్ ద్వారా ఫోకస్డ్ అల్ట్రాసౌండ్ ఉత్పత్తి అవుతుంది (మూర్తి 1C). హెల్మెట్ 1024 స్వతంత్రంగా నియంత్రించబడిన అల్ట్రాసౌండ్ మూలాలతో అమర్చబడి ఉంటుంది, ఇవి సహజంగా అర్ధగోళం మధ్యలో కేంద్రీకృతమై ఉంటాయి. ఈ అల్ట్రాసౌండ్ మూలాలు సైనూసోయిడల్ రేడియో-ఫ్రీక్వెన్సీ వోల్టేజ్‌ల ద్వారా నడపబడతాయి మరియు మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ ఇమేజింగ్ ద్వారా మార్గనిర్దేశం చేయబడిన అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాలను విడుదల చేస్తాయి. రోగి హెల్మెట్ ధరిస్తాడు మరియు అల్ట్రాసౌండ్ ప్రసారాన్ని సులభతరం చేయడానికి తల చుట్టూ వాయువు తొలగించబడిన నీరు తిరుగుతుంది. అల్ట్రాసౌండ్ చర్మం మరియు పుర్రె ద్వారా మెదడు లక్ష్యానికి ప్రయాణిస్తుంది.

పుర్రె మందం మరియు సాంద్రతలో మార్పులు అల్ట్రాసౌండ్ వ్యాప్తిని ప్రభావితం చేస్తాయి, ఫలితంగా అల్ట్రాసౌండ్ గాయానికి చేరుకోవడానికి సమయం కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటుంది. పుర్రె ఆకారం, మందం మరియు సాంద్రత గురించి సమాచారాన్ని పొందడానికి హై-రిజల్యూషన్ కంప్యూటెడ్ టోమోగ్రఫీ డేటాను పొందడం ద్వారా ఈ వక్రీకరణను సరిచేయవచ్చు. పదునైన దృష్టిని పునరుద్ధరించడానికి కంప్యూటర్ సిమ్యులేషన్ మోడల్ ప్రతి డ్రైవ్ సిగ్నల్ యొక్క పరిహార దశ మార్పును లెక్కించగలదు. RF సిగ్నల్ యొక్క దశను నియంత్రించడం ద్వారా, అల్ట్రాసౌండ్‌ను ఎలక్ట్రానిక్‌గా కేంద్రీకరించవచ్చు మరియు అల్ట్రాసౌండ్ మూల శ్రేణిని కదలకుండా పెద్ద మొత్తంలో కణజాలాన్ని కవర్ చేయడానికి ఉంచవచ్చు. హెల్మెట్ ధరించినప్పుడు తల యొక్క మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ ఇమేజింగ్ ద్వారా లక్ష్య కణజాలం యొక్క స్థానం నిర్ణయించబడుతుంది. లక్ష్య వాల్యూమ్ అల్ట్రాసోనిక్ యాంకర్ పాయింట్ల యొక్క త్రిమితీయ గ్రిడ్‌తో నిండి ఉంటుంది, ఇది ప్రతి యాంకర్ పాయింట్ వద్ద 5-10 ms కోసం అల్ట్రాసోనిక్ తరంగాలను విడుదల చేస్తుంది, ప్రతి 3 సెకన్లకు పునరావృతమవుతుంది. కావలసిన బబుల్ స్కాటరింగ్ సిగ్నల్ గుర్తించబడే వరకు అల్ట్రాసోనిక్ శక్తి క్రమంగా పెరుగుతుంది మరియు తరువాత 120 సెకన్ల పాటు ఉంచబడుతుంది. లక్ష్య వాల్యూమ్ పూర్తిగా కవర్ అయ్యే వరకు ఈ ప్రక్రియ ఇతర మెష్‌లపై పునరావృతమవుతుంది.

రక్త-మెదడు అవరోధాన్ని తెరవడానికి ధ్వని తరంగాల వ్యాప్తి ఒక నిర్దిష్ట పరిమితిని మించి ఉండాలి, అంతకు మించి కణజాల నష్టం జరిగే వరకు అవరోధం యొక్క పారగమ్యత పెరుగుతున్న పీడన వ్యాప్తితో పెరుగుతుంది, ఇది ఎరిథ్రోసైట్ ఎక్సోస్మోసిస్, రక్తస్రావం, అపోప్టోసిస్ మరియు నెక్రోసిస్‌గా వ్యక్తమవుతుంది, ఇవన్నీ తరచుగా బుడగ కూలిపోవడంతో సంబంధం కలిగి ఉంటాయి (ఇనర్షియల్ కావిటేషన్ అని పిలుస్తారు). థ్రెషోల్డ్ మైక్రోబబుల్ పరిమాణం మరియు షెల్ పదార్థంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. మైక్రోబబుల్స్ ద్వారా చెల్లాచెదురుగా ఉన్న అల్ట్రాసోనిక్ సిగ్నల్‌లను గుర్తించడం మరియు అర్థం చేసుకోవడం ద్వారా, ఎక్స్‌పోజర్‌ను సురక్షితమైన పరిధిలో ఉంచవచ్చు.

అల్ట్రాసౌండ్ చికిత్స తర్వాత, లక్ష్య ప్రదేశంలో రక్త-మెదడు అవరోధం తెరిచి ఉందో లేదో తెలుసుకోవడానికి కాంట్రాస్ట్ ఏజెంట్‌తో T1-వెయిటెడ్ MRIని ఉపయోగించారు మరియు ఎక్స్‌ట్రావాసేషన్ లేదా రక్తస్రావం జరిగిందో లేదో నిర్ధారించడానికి T2-వెయిటెడ్ చిత్రాలను ఉపయోగించారు. అవసరమైతే, ఇతర చికిత్సలను సర్దుబాటు చేయడానికి ఈ పరిశీలనలు మార్గదర్శకత్వాన్ని అందిస్తాయి.

చికిత్సా ప్రభావం యొక్క మూల్యాంకనం మరియు అంచనా

చికిత్సకు ముందు మరియు తరువాత 18F-ఫ్లూబిటాబాన్ పాజిట్రాన్ ఎమిషన్ టోమోగ్రఫీని పోల్చడం ద్వారా మెదడు Aβ లోడ్‌పై చికిత్స ప్రభావాన్ని పరిశోధకులు లెక్కించారు, చికిత్స చేయబడిన ప్రాంతం మరియు ఎదురుగా ఉన్న A సారూప్య ప్రాంతం మధ్య Aβ వాల్యూమ్‌లో వ్యత్యాసాన్ని అంచనా వేశారు. అదే బృందం చేసిన మునుపటి పరిశోధనలో అల్ట్రాసౌండ్‌ను కేంద్రీకరించడం వల్ల Aβ స్థాయిలు కొద్దిగా తగ్గుతాయని తేలింది. ఈ ట్రయల్‌లో గమనించిన తగ్గింపు మునుపటి అధ్యయనాల కంటే ఎక్కువగా ఉంది.

భవిష్యత్తులో, వ్యాధి పురోగతిని ఆలస్యం చేయడంలో దాని సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి మెదడు యొక్క రెండు వైపులా చికిత్సను విస్తరించడం చాలా కీలకం. అదనంగా, దీర్ఘకాలిక భద్రత మరియు సామర్థ్యాన్ని నిర్ణయించడానికి మరిన్ని పరిశోధనలు అవసరం మరియు ఆన్‌లైన్ MRI మార్గదర్శకత్వంపై ఆధారపడని ఖర్చుతో కూడుకున్న చికిత్సా పరికరాలను విస్తృత లభ్యత కోసం అభివృద్ధి చేయాలి. అయినప్పటికీ, Aβని క్లియర్ చేసే చికిత్స మరియు మందులు చివరికి అల్జీమర్స్ పురోగతిని నెమ్మదిస్తాయని కనుగొన్న విషయాలు ఆశావాదాన్ని రేకెత్తించాయి.