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Accionado por ultrasonido, las microburbujas abren la barrera hematoencefálica para administrar las drogas sin dañar otras áreas del cuerpo

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Usando el ultrasonido para puentear la barrera hematoencefálica (BBB), los investigadores de la Universidad de Columbia han tenido éxito en la liberación de las drogas solamente en el área específica del cerebro donde están necesarios — no en el resto del cuerpo. La meta es ayudar a tratar Parkinson, Alzheimer, y otras enfermedades neurodegenerative sin daño colateral.

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El BBB es un obstáculo infranqueable para el 98% de las drogas, que trata como patógeno y bloquea los del paso de la circulación sanguínea de los pacientes en el cerebro. Usando el ultrasonido (sonido cuya frecuencia es más alta que la gama de audiencia humana), poder de las drogas administrada usando una inyección intravenosa de las microburbujas lípido-revestidas inofensivas del gas. Esa técnica fue perfeccionada por los científicos de la Universidad de Columbia, que divulgaron su investigación en 2011 en PNAS y en 2014 en el diario del flujo de sangre y del metabolismo cerebrales.

Con este método, el ultrasonido se centra en una región específica del cerebro, haciendo las microburbujas oscilar y aumentar de tamaño y ampliarse. Cuando alcanzan el tamaño crítico de 8 micrones, la barrera hematoencefálica cerca de ellos se abre, permitiendo la medicina que circula en la sangre para pasar a través.

Esta técnica se ha utilizado experimental por más de diez años, pero ha tenido una desventaja: en la presión excesiva, las microburbujas pueden derrumbarse repentinamente, tan allí no son ninguna cáscara del lípido para conservar la cubierta de las microburbujas, permitiendo que la droga contenida atraviese la piscina de sangre y causando microdamage a los buques cerebrales y a otra parte.

Ahora, los científicos en el laboratorio de la proyección de imagen de la elasticidad del ultrasonido (UEIL) en la Universidad de Columbia han tomado una medida importante adelante incorporando una molécula fluorescente llamada el dodecanoylaminofluorescein 5 en la capa del lípido de las microburbujas.

Esta molécula permite que los científicos determinen la presión óptima para prevenir estallar del microbubbles*, según el físico Carlos Sierra de UEIL y el autor importante de un documento sobre este nuevo hallazgo publicado en la aplicación actual el diario del flujo de sangre y del metabolismo cerebrales.

Los ensayos humanos planearon

Hasta ahora, los investigadores han probado la eficacia de su técnica en ratones, confirmando que esta molécula alcanzaba el cerebro sin afectar a otras partes del animal. También identificaron los umbrales acústicos de la presión en los cuales la sustancia se garantiza para alcanzar con seguridad su blanco in vivo.

La “definición de estos parámetros significa que podemos pensar en cómo transferir la técnica a los pacientes humanos, aunque tenga que ser probada en monos primero,” Sierra explicamos. “Podría ser aplicada a las enfermedades como las enfermedades de Parkinson, de Alzheimer, de Huntington, los tumores cerebrales, los movimientos, esclerosis múltiple, y la esclerosis lateral amiotrófica, donde esperamos ver una subida muy significativa de la eficacia del tratamiento y una considerable reducción en efectos secundarios.”

Sierra es financiado por una concesión de la fundación de Berrié en España.

* por ex vivo proyección de imagen de la fluorescencia y por la detección pasiva in vivo transcranial de la cavitación.

Extracto de las microburbujas del lípido como vehículo para la entrega apuntada de la droga usando la abertura ultrasonido-inducida enfocada de la barrera hematoencefálica

El ultrasonido enfocado conjuntamente con microburbujas del lípido ha demostrado completamente su capacidad de inducir la abertura no invasor, transitoria, y reversible de la barrera hematoencefálica. Este estudio fue dirigido que probaba la viabilidad de nuestras microburbujas lípido-revestidas como vector para la entrega apuntada de la droga en el tratamiento de las enfermedades de sistema nervioso central. Estas microburbujas fueron etiquetadas con el dodecanoylaminfluorescein fluoróforo 5. El ultrasonido enfocado apuntó cerebros del ratón in vivo en presencia de estas microburbujas para la entrega de la barrera del transporte-sangre-cerebro del dodecanoylaminfluorescein 5. Este nuevo acercamiento, comparado a los estudios de nuestro grupo, donde fluorescente etiquetó los dextranos y las microburbujas co-fueron administradas, representa previamente una mejora apreciable en resultado de la seguridad y entrega apuntada de la droga. Esta técnica nueva permite la entrega del dodecanoylaminfluorescein 5 en la región de interés a diferencia de la alternativa de la exposición sistémica. la entrega de 5 dodecanoylaminfluorescein fue evaluada por ex vivo proyección de imagen de la fluorescencia y por la detección pasiva in vivo transcranial de la cavitación. Las dosis estables y de inercia de la cavitación fueron cuantificadas. Los umbrales de la dosis de la cavitación para estimar, entrega apuntada a priori, acertada de la droga, fueron identificados por primera vez con la cavitación de inercia fueron concluidos para ser necesarios para la entrega acertada. Los hallazgos presentados adjunto indican la viabilidad y la seguridad de la entrega apuntada microburbuja-basada propuesta de la droga y que, si es acertado, se puede predecir por la detección de la cavitación in vivo.