Ist dies ein besserer Weg, um Medikamente an das Gehirn abzugeben?
Die Blut-Hirn-Schranke ist eine Schutzschicht, die das Gehirn umgibt. Seine Hauptfunktion besteht darin, zu verhindern, dass potenziell schädliche Substanzen in dieses Organ gelangen. Es kann jedoch auch verhindern, dass bestimmte Therapeutika ihr Ziel erreichen.
Die Blut-Hirn-Schranke verhindert, dass Antitumormittel und solche, die die Symptome neurologischer Erkrankungen wie Alzheimer bekämpfen, das Gehirn erreichen und ihre Arbeit erledigen.
Wissenschaftler können dieses Problem lösen, indem sie die Blut-Hirn-Schranke mithilfe niederfrequenter Ultraschallimpulse vorübergehend umgehen.
Bisher haben sie nur mit langwelligen Ultraschallimpulsen experimentiert.
Diese können jedoch Nebenwirkungen hervorrufen, wie z. B. eine Schädigung des Gehirngewebes und eine längere Exposition gegenüber schädlichen Molekülen, die neben den Arzneimitteln die Blut-Hirn-Schranke durchdringen.
Untersuchungen am Imperial College London in Großbritannien legen nahe, dass ein neuer Ansatz zur Ultraschallstörung der Blut-Hirn-Schranke möglicherweise besser funktioniert und weniger Probleme verursacht.
Das Team - geleitet von James Choi, Ph.D.- konzentriert sich auf die Verwendung von kürzerwelligen Ultraschallimpulsen, die die Wissenschaftler kürzlich in Mausmodellen getestet haben.
Im Anschluss an die neue Forschung, deren Ergebnisse in der Zeitschrift erscheinen RadiologieChoi merkt an, dass er und seine Kollegen "jetzt einen scheinbar wirksamen Weg gefunden haben, um potenziell wirksame Medikamente dahin zu bringen, wo sie sein müssen".
"Das Gehirn buchstäblich öffnen" für Behandlungen
In der neuen Studie verglichen die Wissenschaftler die Auswirkungen lang- und kurzwelliger Ultraschallimpulse auf die Störung der Blut-Hirn-Schranke in Mausmodellen.
Sie injizierten den 28 Nagetieren Mikrobläschen, die bestimmte Medikamente zu ihrem Ziel bringen können. Dann wendeten sie 14 dieser Mäuse mit langwelligem Ultraschall und die restlichen 14 mit kurzwelligem Ultraschall an.
Die Impulse verändern den Druck in den Blutgefäßen, wodurch sich die Mikrobläschen ausdehnen oder zusammenziehen können, was ihnen wiederum hilft, die Blut-Hirn-Schranke nach und nach zu durchdringen.
Choi und sein Team zeigten, dass die Verwendung kurzwelliger Impulse zu einer wirksamen Arzneimittelabgabe an das Gehirn führte, ohne Gewebeschäden zu verursachen. Dies ist eine der Nebenwirkungen langwelliger Impulse.
Außerdem stellten sie fest, dass sich die Blut-Hirn-Schranke innerhalb von 10 Minuten nach der kurzwelligen Pulsintervention wieder schloss, was bedeutet, dass Krankheitserreger weniger Chancen hatten, in das Gehirn zu gelangen.
"Die Blut-Hirn-Schranke", sagt Choi, "ist relativ einfach zu öffnen, aber derzeitige Techniken können dies nicht sicher - weshalb wir sie beim Menschen nicht ohne Nebenwirkungen anwenden konnten."
"Unsere neue Art der Anwendung des Ultraschalls könnte nach weiteren Forschungen das Gehirn buchstäblich für alle Arten von Medikamenten öffnen, die wir zuvor ignoriert hatten."
James Choi, Ph.D.
Die Wissenschaftler fügten hinzu, dass ihre Studie von Alzheimer's Research UK finanziert wurde, einer eingetragenen Wohltätigkeitsorganisation, die die Erforschung von Behandlungen für Alzheimer und andere Formen von Demenz unterstützt.
Dies lag daran, dass sie die Hoffnung hegen, dass ihre neue Methode, Behandlungen direkt an das Gehirn abzugeben, im Zusammenhang mit Therapien gegen Alzheimer, andere neurologische Erkrankungen und Hirntumoren hilfreich sein könnte.
"Viele potenzielle Medikamente, die in Laborumgebungen vielversprechend aussahen", sagt Choi, "wurden nie bei Menschen angewendet - möglicherweise, weil sie bei der Anwendung beim Menschen durch die Blut-Hirn-Schranke blockiert wurden", sagt Choi.
"Während die Blut-Hirn-Schranke das Gehirn vor Schäden und Infektionen schützt, ist es sehr schwierig, Behandlungen in das Gehirn zu bringen", fügt Dr. Sara Imarisio hinzu, die Forschungsleiterin bei Alzheimer Research UK ist und nicht an der Studie teilgenommen hat neue Studie.
Sie fasst zusammen: "Obwohl diese Studie, in der untersucht wurde, wie wir die Blut-Hirn-Schranke durchdringen können, an Mäusen durchgeführt wurde, ist dies ein entscheidender Schritt, bevor eine solche Technologie an Menschen getestet werden kann."
