Новое исследование на мышах показывает, что тщательно подобранные импульсы ультразвуковых волн могут существенно повысить шансы выживания после типа инсульта, известного как геморрагический инсульт. Этот подход, который усиливает естественные механизмы очистки мозга, может также представлять интерес для лечения болезни Альцгеймера в будущем.
Геморрагические инсульты возникают тогда, когда кровеносный сосуд в головном мозге лопается, нарушая кровообращение и повреждая клетки мозга. Эти инсульты составляют около 15% от общего числа инсультов и часто приводят к обездвиживанию и нарушениям когнитивных функций. Текущее лечение обычно включает закупоривание разрывающегося сосуда небольшим металлическим клипсой, а затем удаление погибших эритроцитов из мозга. Этот процесс часто является инвазивным и несет риски, такие как дальнейшее повреждение мозга и инфекция.
Доктор Рааг Аиран из Стэнфордского университета задался вопросом: может ли ультразвук предложить менее инвазивное решение? Экспериментируя с ультразвуком, активирующим лекарства в мозгах мышей, он случайно оставил устройство включенным на более длительный срок, чем планировалось. Что он увидел было неожиданным: вместо того чтобы оставаться локализованным, препарат, казалось, распространился по всему мозгу, переносимый цереброспинальной жидкостью — той самой жидкостью, которая отвечает за очистку отходов из мозга.
Это случайное открытие породило идею: можно ли использовать ультразвук для активного удаления мусора из мозга?
Чтобы проверить эту теорию, команда Аирана вызвала состояние, подобное геморрагическому инсульту у мышей, введя их собственную кровь в мозг. Половине мышей ежедневно в течение трех дней проводились импульсы ультразвука длительностью 10 минут; другая половина служила контрольной группой. Через три дня исследователи протестировали обе группы с помощью теста на поведение, который оценивал двигательную функцию и когнитивные способности.
Мыши, которым был проведен ультразвук, показали значительно более высокую результативность по сравнению с необработанной группой. Они чаще всего поворачивались во всех направлениях в резервуаре и демонстрировали большую силу хвата — явные показатели снижения повреждений мозга. Эти выводы были подтверждены, когда ученые изучали срезы их головного мозга после эвтаназии, что показало меньше тканевых повреждений у мышей, которым был проведен ультразвук.
Важно отметить, что показатели выживаемости также отличались весьма существенно: к концу одной недели после начальной инъекции крови половина необработанных мышей умерла, тогда как только пятая часть мышей, которым проводился ультразвук, погибла от состояния, подобного инсульту. Это означало увеличение выживаемости на 30% благодаря лишь трем кратким сессиям ультразвука.
Дальнейшие исследования показали, что импульсы ультразвука активировали давлениечувствительные белки на микроглиях — иммунных клетках мозга. Эта активация снизила воспаление и усилила способность микроглии поглощать и удалять погибшие эритроциты. Кроме того, ультразвук улучшил течение цереброспинальной жидкости через мозг, что еще больше способствовало удалению клеточных отходов в лимфатические узлы шеи, где обрабатываются отходы.
Последствия этого исследования простираются за рамки геморрагического инсульта. Доктор Аиран считает, что если ультразвук может эффективно удалять относительно крупные погибшие эритроциты из мозга, он потенциально сможет очищать и более мелкие токсичные белки, которые связаны с невродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера и Паркинсона. Доктор Кэтрин Карон из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилле разделяет эту оптимистичность.
Хотя клинические испытания на людях все еще проводятся, предварительные результаты указывают на то, что воздействие ультразвука безопасно и минимизирует опасения по поводу неожиданных побочных эффектов. Команда планирует начать испытание с людьми, диагностированными болезнью Альцгеймера, в следующем году, поскольку лечение не является столь срочным, как для пострадавших от геморрагического инсульта.
В случае успеха этот нетравматический подход может революционизировать лечение инсульта и потенциально изменить облик невродегенеративных заболеваний.
