समाचार

वृद्धवृद्धामा देखिने सबैभन्दा सामान्य रोग अल्जाइमरले धेरैजसो मानिसहरूलाई सताएको छ।

अल्जाइमर रोगको उपचारमा चुनौतीहरू मध्ये एक भनेको रगत-मस्तिष्क अवरोधद्वारा मस्तिष्कको तन्तुमा चिकित्सीय औषधिहरूको डेलिभरी सीमित हुनु हो। अध्ययनले पत्ता लगायो कि एमआरआई-निर्देशित कम-तीव्रता केन्द्रित अल्ट्रासाउन्डले अल्जाइमर रोग वा पार्किन्सन रोग, ब्रेन ट्युमर, र एमियोट्रोफिक लेटरल स्क्लेरोसिस सहित अन्य स्नायु विकारहरू भएका बिरामीहरूमा रगत-मस्तिष्क अवरोधलाई उल्टो रूपमा खोल्न सक्छ।

वेस्ट भर्जिनिया विश्वविद्यालयको रकफेलर इन्स्टिच्युट फर न्यूरोसाइन्समा हालै गरिएको सानो प्रुफ-अफ-कन्सेप्ट परीक्षणले देखाएको छ कि अल्जाइमर रोग भएका बिरामीहरूले फोकस गरिएको अल्ट्रासाउन्डसँग संयोजनमा एडुकानुम्याब इन्फ्युजन प्राप्त गरेपछि अस्थायी रूपमा रगत-मस्तिष्क अवरोध खोल्दा परीक्षण पक्षमा ब्रेन एमाइलोइड बीटा (Aβ) भार उल्लेखनीय रूपमा कम भयो। अनुसन्धानले मस्तिष्क विकारहरूको उपचारको लागि नयाँ ढोका खोल्न सक्छ।

रक्त-मस्तिष्क अवरोधले मस्तिष्कलाई हानिकारक पदार्थहरूबाट जोगाउँछ र आवश्यक पोषक तत्वहरू पार गर्न दिन्छ। तर रक्त-मस्तिष्क अवरोधले मस्तिष्कमा चिकित्सीय औषधिहरूको डेलिभरीलाई पनि रोक्छ, जुन अल्जाइमर रोगको उपचार गर्दा विशेष गरी तीव्र चुनौती हो। संसारको उमेर बढ्दै जाँदा, अल्जाइमर रोग भएका व्यक्तिहरूको संख्या वर्षौं वर्ष बढ्दै गइरहेको छ, र यसको उपचार विकल्पहरू सीमित छन्, जसले स्वास्थ्य सेवामा भारी बोझ राख्छ। एडुकानुमब एक एमाइलोइड बीटा (Aβ)-बाइन्डिङ मोनोक्लोनल एन्टिबडी हो जुन अल्जाइमर रोगको उपचारको लागि अमेरिकी खाद्य तथा औषधि प्रशासन (FDA) द्वारा अनुमोदित गरिएको छ, तर रक्त-मस्तिष्क अवरोधमा यसको प्रवेश सीमित छ।

केन्द्रित अल्ट्रासाउन्डले मेकानिकल तरंगहरू उत्पादन गर्छ जसले कम्प्रेसन र डिल्युसन बीच दोलन उत्पन्न गर्छ। रगतमा इन्जेक्सन गर्दा र अल्ट्रासोनिक क्षेत्रमा पर्दा, बुलबुले वरपरका तन्तु र रगत भन्दा बढी कम्प्रेस र विस्तार हुन्छन्। यी दोलनहरूले रक्तनलीको भित्तामा यान्त्रिक तनाव सिर्जना गर्छन्, जसले गर्दा एन्डोथेलियल कोषहरू बीचको कडा जडानहरू तन्किने र खुल्ने गर्छन् (तलको चित्र)। फलस्वरूप, रक्त-मस्तिष्क अवरोधको अखण्डतामा सम्झौता हुन्छ, जसले अणुहरूलाई मस्तिष्कमा फैलिन अनुमति दिन्छ। रगत-मस्तिष्क अवरोध लगभग छ घण्टामा आफैं निको हुन्छ।

चित्रले रक्तनलीहरूमा माइक्रोमिटर आकारको बुलबुले हुँदा केशिका भित्ताहरूमा दिशात्मक अल्ट्रासाउन्डको प्रभाव देखाउँछ। ग्यासको उच्च कम्प्रेसिबिलिटीको कारण, बुलबुले वरपरको तन्तु भन्दा बढी संकुचित र विस्तार हुन्छन्, जसले एन्डोथेलियल कोषहरूमा यान्त्रिक तनाव निम्त्याउँछ। यो प्रक्रियाले कडा जडानहरू खोल्न निम्त्याउँछ र रक्तनली भित्ताबाट एस्ट्रोसाइट अन्त्यहरू खस्न पनि सक्छ, जसले रक्त-मस्तिष्क अवरोधको अखण्डतालाई सम्झौता गर्दछ र एन्डोथेलियल प्रसारलाई बढावा दिन्छ। थप रूपमा, केन्द्रित अल्ट्रासाउन्डको सम्पर्कमा आएका एन्डोथेलियल कोषहरूले आफ्नो सक्रिय भ्याकुओलर यातायात गतिविधि बढाए र इफ्लक्स पम्प प्रकार्यलाई दबाए, जसले गर्दा मस्तिष्कको एन्टिबडीहरूको क्लियरेन्स घट्यो। चित्र B ले उपचार तालिका देखाउँछ, जसमा अल्ट्रासाउन्ड उपचार योजना विकास गर्न कम्प्युटेड टोमोग्राफी (CT) र चुम्बकीय अनुनाद इमेजिङ (MRI), आधारभूत रूपमा 18F-फ्लुबिटाबन पोजिट्रोन उत्सर्जन टोमोग्राफी (PET), केन्द्रित अल्ट्रासाउन्ड उपचार अघि एन्टिबडी इन्फ्युजन र उपचारको क्रममा माइक्रोभेसिकुलर इन्फ्युजन, र उपचार नियन्त्रण गर्न प्रयोग गरिने माइक्रोभेसिकुलर स्क्याटरिङ अल्ट्रासाउन्ड संकेतहरूको ध्वनिक निगरानी समावेश छ। केन्द्रित अल्ट्रासाउन्ड उपचार पछि प्राप्त छविहरूमा T1-भारित कन्ट्रास्ट-बढाइएको MRI समावेश थियो, जसले अल्ट्रासाउन्ड उपचार गरिएको क्षेत्रमा रक्त-मस्तिष्क अवरोध खुला रहेको देखाएको थियो। २४ देखि ४८ घण्टा केन्द्रित अल्ट्रासाउन्ड उपचार पछि उही क्षेत्रको छविहरूले रक्त-मस्तिष्क अवरोधको पूर्ण निको भएको देखाएको थियो। २६ हप्ता पछि एक बिरामीमा फलो-अपको क्रममा १८F-फ्लुबिटाबन PET स्क्यानले उपचार पछि मस्तिष्कमा Aβ स्तर घटेको देखाएको थियो। चित्र C ले उपचारको क्रममा MRI-निर्देशित केन्द्रित अल्ट्रासाउन्ड सेटअप देखाउँछ। हेमिस्फेरिकल ट्रान्सड्यूसर हेलमेटमा १,००० भन्दा बढी अल्ट्रासाउन्ड स्रोतहरू छन् जुन MRI बाट वास्तविक-समय मार्गदर्शन प्रयोग गरेर मस्तिष्कको एकल केन्द्र बिन्दुमा मिल्छ।

२००१ मा, फोकस्ड अल्ट्रासाउन्डले पहिलो पटक जनावरहरूको अध्ययनमा रगत-मस्तिष्क अवरोध खोल्न प्रेरित गरेको देखाइएको थियो, र त्यसपछिका प्रिक्लिनिकल अध्ययनहरूले देखाएका छन् कि फोकस्ड अल्ट्रासाउन्डले औषधि वितरण र प्रभावकारिता बढाउन सक्छ। त्यसबेलादेखि, यो पत्ता लागेको छ कि फोकस्ड अल्ट्रासाउन्डले औषधि नलिने अल्जाइमरका बिरामीहरूमा रगत-मस्तिष्क अवरोध सुरक्षित रूपमा खोल्न सक्छ, र स्तन क्यान्सर मस्तिष्क मेटास्टेसेसमा एन्टिबडीहरू पनि प्रदान गर्न सक्छ।

माइक्रोबबल डेलिभरी प्रक्रिया

माइक्रोबबलहरू एक अल्ट्रासाउन्ड कन्ट्रास्ट एजेन्ट हुन् जुन सामान्यतया अल्ट्रासाउन्ड निदानमा रक्त प्रवाह र रक्त नलीहरू अवलोकन गर्न प्रयोग गरिन्छ। अल्ट्रासाउन्ड थेरापीको क्रममा, अक्टाफ्लोरोप्रोपेनको फस्फोलिपिड-लेपित गैर-पाइरोजेनिक बबल सस्पेंशनलाई नसामा इंजेक्शन गरिएको थियो (चित्र १B)। माइक्रोबबलहरू अत्यधिक बहुविभाजित हुन्छन्, जसको व्यास १ μm भन्दा कम देखि १० μm भन्दा बढी हुन्छ। अक्टाफ्लोरोप्रोपेन एक स्थिर ग्यास हो जुन मेटाबोलाइज्ड हुँदैन र फोक्सो मार्फत उत्सर्जित हुन सक्छ। बबलहरूलाई बेर्ने र स्थिर गर्ने लिपिड शेल तीन प्राकृतिक मानव लिपिडहरू मिलेर बनेको हुन्छ जुन एन्डोजेनस फस्फोलिपिडहरू जस्तै मेटाबोलाइज्ड हुन्छ।

केन्द्रित अल्ट्रासाउन्डको उत्पादन

बिरामीको टाउकोलाई घेर्ने हेमिस्फेरिकल ट्रान्सड्यूसर हेलमेटद्वारा फोकस्ड अल्ट्रासाउन्ड उत्पन्न हुन्छ (चित्र १C)। हेलमेट १०२४ स्वतन्त्र रूपमा नियन्त्रित अल्ट्रासाउन्ड स्रोतहरूले सुसज्जित छ, जुन प्राकृतिक रूपमा गोलार्धको केन्द्रमा केन्द्रित छन्। यी अल्ट्रासाउन्ड स्रोतहरू साइनसोइडल रेडियो-फ्रिक्वेन्सी भोल्टेजहरूद्वारा संचालित हुन्छन् र चुम्बकीय अनुनाद इमेजिङद्वारा निर्देशित अल्ट्रासोनिक तरंगहरू उत्सर्जन गर्छन्। बिरामीले हेलमेट लगाउँछन् र अल्ट्रासाउन्ड प्रसारणलाई सहज बनाउन टाउको वरिपरि डिग्यास गरिएको पानी परिक्रमा गर्छ। अल्ट्रासाउन्ड छाला र खोपडी हुँदै मस्तिष्कको लक्ष्यमा जान्छ।

खोपडीको मोटाई र घनत्वमा हुने परिवर्तनले अल्ट्रासाउन्ड प्रसारलाई असर गर्नेछ, जसको परिणामस्वरूप अल्ट्रासाउन्ड घाउमा पुग्न अलि फरक समय लाग्छ। खोपडीको आकार, मोटाई र घनत्वको बारेमा जानकारी प्राप्त गर्न उच्च-रिजोल्युसन कम्प्युटेड टोमोग्राफी डेटा प्राप्त गरेर यो विकृतिलाई सच्याउन सकिन्छ। कम्प्युटर सिमुलेशन मोडेलले तीखो फोकस पुनर्स्थापित गर्न प्रत्येक ड्राइभ सिग्नलको क्षतिपूर्ति चरण शिफ्ट गणना गर्न सक्छ। RF सिग्नलको चरण नियन्त्रण गरेर, अल्ट्रासाउन्डलाई इलेक्ट्रोनिक रूपमा केन्द्रित गर्न सकिन्छ र अल्ट्रासाउन्ड स्रोत एरे सार्न बिना ठूलो मात्रामा तन्तु ढाक्न स्थित गर्न सकिन्छ। हेलमेट लगाएको बेला टाउकोको चुम्बकीय अनुनाद इमेजिङद्वारा लक्ष्य तन्तुको स्थान निर्धारण गरिन्छ। लक्ष्य भोल्युम अल्ट्रासोनिक एंकर पोइन्टहरूको त्रि-आयामी ग्रिडले भरिएको हुन्छ, जसले प्रत्येक एंकर पोइन्टमा ५-१० एमएसको लागि अल्ट्रासोनिक तरंगहरू उत्सर्जन गर्दछ, प्रत्येक ३ सेकेन्डमा दोहोर्याइएको हुन्छ। इच्छित बबल स्क्याटरिङ सिग्नल पत्ता नलागेसम्म अल्ट्रासोनिक शक्ति बिस्तारै बढाइन्छ, र त्यसपछि १२० सेकेन्डको लागि राखिन्छ। लक्ष्य भोल्युम पूर्ण रूपमा ढाकिएसम्म यो प्रक्रिया अन्य जालहरूमा दोहोर्याइन्छ।

रक्त-मस्तिष्क अवरोध खोल्नको लागि ध्वनि तरंगहरूको आयाम एक निश्चित थ्रेसहोल्ड भन्दा बढी हुनु आवश्यक छ, जसभन्दा बाहिर तन्तु क्षति नभएसम्म बढ्दो दबाब आयामको साथ अवरोधको पारगम्यता बढ्छ, जुन एरिथ्रोसाइट एक्सोस्मोसिस, रक्तस्राव, एपोप्टोसिस र नेक्रोसिसको रूपमा प्रकट हुन्छ, जुन सबै प्रायः बबल पतन (जडत्वीय गुहा भनिन्छ) सँग सम्बन्धित हुन्छन्। थ्रेसहोल्ड माइक्रोबबल आकार र खोल सामग्रीमा निर्भर गर्दछ। माइक्रोबबलहरू द्वारा छरिएका अल्ट्रासोनिक संकेतहरू पत्ता लगाएर र व्याख्या गरेर, एक्सपोजरलाई सुरक्षित दायरा भित्र राख्न सकिन्छ।

अल्ट्रासाउन्ड उपचार पछि, लक्षित स्थानमा रगत-मस्तिष्क अवरोध खुला छ कि छैन भनेर निर्धारण गर्न कन्ट्रास्ट एजेन्ट सहितको T1-भारित MRI प्रयोग गरिएको थियो, र एक्स्ट्राभ्यासेशन वा रक्तस्राव भएको छ कि छैन भनेर पुष्टि गर्न T2-भारित छविहरू प्रयोग गरिएको थियो। यी अवलोकनहरूले आवश्यक परेमा अन्य उपचारहरू समायोजन गर्न मार्गदर्शन प्रदान गर्दछ।

चिकित्सीय प्रभावको मूल्याङ्कन र सम्भावना

अनुसन्धानकर्ताहरूले उपचार गरिएको क्षेत्र र विपरीत पक्षमा समान क्षेत्र बीचको Aβ भोल्युममा भिन्नता मूल्याङ्कन गर्न उपचार अघि र पछि 18F-फ्लुबिटाबन पोजिट्रोन उत्सर्जन टोमोग्राफी तुलना गरेर मस्तिष्क Aβ भारमा उपचारको प्रभावको परिमाण निर्धारण गरे। उही टोलीद्वारा अघिल्लो अनुसन्धानले देखाएको छ कि अल्ट्रासाउन्डलाई मात्र केन्द्रित गर्नाले Aβ स्तरलाई थोरै घटाउन सकिन्छ। यस परीक्षणमा देखिएको कमी अघिल्लो अध्ययनहरू भन्दा पनि बढी थियो।

भविष्यमा, रोगको प्रगतिलाई ढिलाइ गर्न यसको प्रभावकारिताको मूल्याङ्कन गर्न मस्तिष्कको दुवै छेउमा उपचार विस्तार गर्नु महत्त्वपूर्ण हुनेछ। यसको अतिरिक्त, दीर्घकालीन सुरक्षा र प्रभावकारिता निर्धारण गर्न थप अनुसन्धान आवश्यक छ, र अनलाइन एमआरआई मार्गदर्शनमा भर नपर्ने लागत-प्रभावी चिकित्सीय उपकरणहरू व्यापक उपलब्धताको लागि विकास गरिनुपर्छ। तैपनि, निष्कर्षहरूले आशावाद जगाएको छ कि Aβ सफा गर्ने उपचार र औषधिहरूले अन्ततः अल्जाइमरको प्रगतिलाई ढिलो गर्न सक्छन्।