Nowe badanie na myszach pokazuje, że starannie ukierunkowane impulsy fal ultradźwiękowych mogą znacznie zwiększyć szanse na przeżycie po udarze zwanym udarem krwotocznym. To podejście, które wzmacnia naturalne mechanizmy oczyszczania mózgu, może być również interesujące w leczeniu choroby Alzheimera w przyszłości.
Do udaru krwotocznego dochodzi, gdy naczynie krwionośne w mózgu pęka, odcinając krążenie i uszkadzając komórki mózgowe. Udary te stanowią około 15% całkowitej liczby udarów i często skutkują unieruchomieniem i zaburzeniami funkcji poznawczych. Obecne leczenie zwykle polega na zatkaniu pękniętego naczynia małym metalowym klipsem, a następnie usunięciu martwych czerwonych krwinek z mózgu. Proces ten jest często inwazyjny i niesie ze sobą ryzyko, takie jak dalsze uszkodzenie mózgu i infekcja.
Doktor Raag Airan z Uniwersytetu Stanforda zastanawiał się: czy ultradźwięki mogą stanowić mniej inwazyjne rozwiązanie? Podczas eksperymentów z ultradźwiękami aktywującymi leki w mózgach myszy przypadkowo pozostawił urządzenie włączone dłużej niż zamierzano. To, co zobaczył, było nieoczekiwane: zamiast działać lokalnie, lek zdawał się rozprzestrzeniać po całym mózgu, przenoszony przez płyn mózgowo-rdzeniowy – ten sam płyn, który jest odpowiedzialny za usuwanie odpadów z mózgu.
To przypadkowe odkrycie zrodziło pomysł: czy można wykorzystać ultradźwięki do aktywnego usuwania zanieczyszczeń z mózgu?
Aby przetestować tę teorię, zespół Airana wywołał u myszy stan krwotoczny przypominający udar, wstrzykując do mózgu własną krew. Połowa myszy otrzymywała codziennie 10-minutowe impulsy ultradźwiękowe przez trzy dni; druga połowa służyła jako grupa kontrolna. Trzy dni później naukowcy przetestowali obie grupy testem behawioralnym, który oceniał funkcje motoryczne i zdolności poznawcze.
Myszy, które otrzymały ultradźwięki, radziły sobie znacznie lepiej niż grupa nieleczona. W zbiorniku częściej skręcały we wszystkich kierunkach i wykazywały większą siłę chwytu – co było wyraźnym wskaźnikiem zmniejszonego uszkodzenia mózgu. Odkrycia te potwierdziły się, gdy naukowcy zbadali fragmenty ich mózgów po eutanazji, które wykazały mniejsze uszkodzenia tkanek u myszy poddanych badaniu ultrasonograficznemu.
Co ważne, wskaźniki przeżycia również różniły się dość znacząco: pod koniec tygodnia po pierwszym wstrzyknięciu krwi połowa nieleczonych myszy zmarła, podczas gdy tylko jedna piąta myszy leczonych ultradźwiękami zmarła z powodu stanu podobnego do udaru. Oznaczało to 30% wzrost wskaźnika przeżycia przy zaledwie trzech krótkich sesjach USG.
Dalsze badania wykazały, że impulsy ultradźwiękowe aktywowały białka wrażliwe na nacisk w mikrogleju, komórkach odpornościowych mózgu. Aktywacja ta zmniejszyła stan zapalny i zwiększyła zdolność mikrogleju do pochłaniania i usuwania martwych czerwonych krwinek. Ponadto ultradźwięki poprawiły przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego przez mózg, co dodatkowo sprzyjało usuwaniu odpadów komórkowych do węzłów chłonnych szyi, gdzie odpady są przetwarzane.
Implikacje tego badania wykraczają poza udar krwotoczny. Doktor Airan uważa, że jeśli ultradźwięki mogą skutecznie usunąć z mózgu stosunkowo duże, martwe czerwone krwinki, mogą potencjalnie usunąć mniejsze toksyczne białka, które są powiązane z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Alzheimera i Parkinsona. Doktor Katherine Caron z Uniwersytetu Karoliny Północnej w Chapel Hill podziela ten optymizm.
Chociaż badania kliniczne na ludziach wciąż są prowadzone, wstępne wyniki wskazują, że ekspozycja na ultradźwięki jest bezpieczna i minimalizuje obawy o nieoczekiwane skutki uboczne. Zespół planuje rozpocząć w przyszłym roku badania z udziałem osób, u których zdiagnozowano chorobę Alzheimera, ponieważ leczenie nie jest tak pilne jak w przypadku ofiar udaru krwotocznego.
Jeśli się powiedzie, to nietraumatyczne podejście może zrewolucjonizować leczenie udaru i potencjalnie zmienić oblicze chorób neurodegeneracyjnych.
