arama

Alzheimer’da Yeni Umut: MR Rehberli Odaklanmış Ultrason Tedavisi

MR Rehberli Odaklanmış Ultrason (MRgFUS), kan beyin bariyerini açmak için ilk defa Alzheimer hastaları üzerinde denendi.
Alzheimer'da Yeni Umut: MR Rehberli Odaklanmış Ultrason Tedavisi - Tek Yol Bilim
  • paylaş
  • paylaş
  • paylaş
  • paylaş
  • paylaş
  • Belemir Uzun Belemir Uzun

⌛ Tahmini okuma süresi: 8 dakika

Yayınlanma Tarihi: 24 Aralık 2019 14:00

📝 Yazar: Belemir Uzun ✅ Editör: Aysuda Ceylan

MR Rehberli Odaklanmış Ultrason (MRgFUS), kan beyin bariyerini açmak için ilk defa Alzheimer hastaları üzerinde denendi.

Alzheimer Hastalığı

Alzheimer hastalığı, beynin bazı bölgelerindeki nöronların hasarlanması ya da ölmesi sonucunda ortaya çıkar. Birden fazla bilişsel fonksiyon kaybının görüldüğü demansın en yaygın çeşididir. Bellek sorunlarıyla karakterize olan Alzheimer hastalığının nedeni hala tam olarak bilinmemektedir. Araştırmacılar, Alzheimer hastalığında nöron ölümlerine neden olan birçok etken bulsa da başlıca iki hipotez üzerinde durmaktadırlar: Amyloid beta plakları ve hiperfosforile tau proteinlerinin oluşturduğu nörofibriler yumaklar. Reaktif microglia hücrelerinin nöroenflamasyona ve dolayısıyla Alzheimer hastalığına neden olabileceği hakkında görüşler de vardır. Alzheimer için şu an kesin bir tedavi yöntemi yoktur. Amyloid beta yapımının engellenmesi ve biriken amyloid plakların temizlenmesi Alzheimer için geçerli bir tedavi arayışında önemli bir yere sahiptir.

MR Rehberli Odaklanmış Ultrason (MRgFUS)

Ultrasonik dönüştürücülerin tedavi amaçlı kullanımı 1938 yılında başladı. (1) Lynn ve meslektaşları, 1942 yılında odaklanmış ultrason dalgalarını (FUS) beyin ve sinir cerrahisinde kullanılabileceğini açıkladı. (1) 1950’lerin başlarında ise Fry ve meslektaşları Parkinson hastalığı ile ilgili semptomları tedavi etmek için yüksek yoğunluklu odaklanmış ultrason dalgalarını (HIFU) kullandı. (2) Ancak o zamanlarda bu yöntemin kullanılması kısıtlıydı çünkü dönemin ultrasonik dönüştürücüleri, kafatasını geçip beyne nüfuz edebilmek için yeterince güçlü değildi ve bu nedenle kafatasının bir kısmının çıkartılması gerekiyordu. 1980’lerin sonlarına doğru cerrahi müdahale gerektirmeyen odaklanmış ultrason dalgaları kullanıldı.

Ultrasonik dalgaların yani ses dalgalarının enerjisi hedef noktada odaklanır ve aynı anda manyetik rezonans görüntüleme (MRI) yöntemiyle de hedefin kesin olarak belirlenmesi sağlanır. Ses dalgalarının yüksek ya da düşük yoğunluklu olmasına göre ortaya farklı yöntemler çıkmaktadır.

  (Ses yoğunluğu: Birim alandaki ses dalgaları tarafından o bölgeye dik yönde taşınan güç)

Yüksek yoğunluklu ultrason dalgaları hedeflenen noktada odaklandığında o bölgenin aşırı ısınmasına ve hedef bölgedeki hücrelerin proteinlerinin geri dönüşümsüz olarak bozulmasına neden olur. Proteinlerin, hücre canlılığının devamlılığı için anahtar bir rolü vardır. Bu yüzden proteinlerin geri dönüşümsüz olarak bozulması hücre ölümüne neden olmaktadır. MRI ile hedeflenen bölgenin kesin olarak belirlenmesi, çevresindeki sağlıklı dokuda herhangi bir hasar oluşmasını engellemektedir. Bu da beyin tümörünün alınmasında MRgFUS’u cerrahi ve radyoterapi seçeneklerine göre daha cazip kılmaktadır. (3) Yani kısaca; MRI enerjinin doğru hedeflenmesinde cerrahın gözleri, ultrason dalgaları ise lezyon oluşturmada cerrahın bıçağı gibidir. (4)

Beynimiz kompleks ve yüksek fonksiyonlu bir yapıdır. Bu özel yapı oldukça iyi korunmaktadır. Öncelikle kafatası olarak adlandırılan kemik dokunun içinde yer almaktadır. Beyin zarları ve beyin omurilik sıvısı da beyni mekanik olarak korumaktadır. Kan-beyin bariyeri olarak bilinen nörovasküler yapı ise beyni dış ortamdan ayırır, giriş ve çıkışları sıkı bir şekilde kontrol eder. Bu sıkı kontrolün avantajları ve dezavantajları vardır. Örneğin beyni tehlikeli mikroorganizmalara karşı korur ancak bağışıklık hücrelerimiz ve tedavi amaçlı kullanılan ilaçların girişi de engellenmektedir. Bu nedenle beyin ile ilgili hastalıkların tedavisi de zorlaşmaktadır.

Araştırmacılar kan beyin bariyerini aşmak için tedavi edici ajanların boyutunu küçültme, yağda çözünürlüğünü arttırma ya da ozmotik yollarla kan beyin bariyerini geçme gibi birtakım girişimlerde bulunmaktadır. (2) Ancak bu girişimler; özgüllük, güvenlik ve beyne ulaşılması istenilen maddenin yeterli konsantrasyona ulaşması konusunda yeterli değiller.

MRgFUS, kan beyin bariyerinin aşılmasında etkili, güvenli ve tekrarlanabilir bir yaklaşımdır. İçinde ilaç da olabilen mikrobaloncuklar, ilacın ilgili alanda özgül olarak yığılmasını sağlar, mikrobaloncuklar düşük yoğunluklu ultrason dalgaları ile imha edildiğinde kan beyin bariyerindeki sıkı bağlantılar genişler ve ilaçların beyne geçişine olanak sağlar. (1,6)

Ultrason dalgalarını kullanarak kan beyin bariyerini açma

MR Rehberli Odaklanmış Ultrason ve Alzheimer Hatalığında Hayvan Deneyleri

MRgFUS ile  kan beyin bariyerinin geçilmesinin Alzheimer hastalığı üzerine etkisini merak eden bilim insanları, öncelikle hayvanlar üzerinde araştırmalarını sürdürdü. Fareler üzerinde yapılan bir araştırmada (6) MRgFUS, Alzheimerlı farelerin hipokampüsüne haftada bir olmak üzere uygulandı. MRgFUS, ek olarak ilaç verilmeden bile Alzheimerlı farelerde amyloid plak birikimini azalttı. Buna, kan beyin bariyerinden amyloid plaklara karşı oluşan antikorların girişinin sağlanmasının veya glia hücrelerinin aktive olmasının neden olduğu ileri sürüldü. Üç haftalık MRgFUS tedavisi sonucunda Alzheimerlı farelerde amyloid plaklar azaldı, bilişsel fonksiyonlarında gelişmeler görüldü ve farelerin genel sağlığında herhangi bir olumsuzlukla karşılaşılmadı. Yine fareler üzerinde yapılan başka bir çalışmaya göre (7) MRgFUS’un microglia ve astrosit hücrelerini aktive ettiği görüldü. Nöronlara yardımcı hücreler olarak bilinen glia hücreleri, antikor ile amyloid beta plaklarının temizlenmesinde rol oynamaktadır. Aktive olan glia hücreleri, Alzheimerlı farelerde plakların temizlenmesinde etkili oldu.

MR Rehberli Odaklanmış Ultrason ve Alzheimer Hastaları Üzerindeki Etkisi

Hayvan deneylerinde başarılı sonuçlar alındıktan sonra, MRgFUS Alzheimer hastaları üzerinde denendi. Temmuz 2018’de Nature Communications’da yayımlanan çalışmada (5) ortalama yaşları 66.2 olan, üç erkek ve iki kadın olmak üzere, toplam beş Alzheimer hastası yer aldı. MRgFUS, kan beyin bariyerini açmak için ilk defa Alzheimer hastaları üzerinde denenmiş oldu. Çalışmanın birinci amacı: Bu yöntemin klinik açıdan güvenirliğini ve teknik olabilirliğini değerlendirmekti. İkinci amacı ise: (Eğer varsa) hastaların klinikleri ve amyloid beta birikimi üzerindeki etkisini ölçmekti. Elde edilen birinci sonuçlara göre: Kan beyin bariyeri, MRgFUS ile amyloid plaklarından zengin bölgelerde yüksek özgüllükte, güvenli ve geçici şekilde defalarca açılabilir. Elde edilen ikinci sonuç ise: Üç ay sonunda, hastalarda klinik, bilişsel ve günlük işleyiş açısından dikkate değer bir gelişme saptanmadı. Bilim insanları, erken evredeki Alzheimer hastaları ve büyük hasta grupları üzerinde yapacağı ileri çalışmalar ile MRgFUS’un ilaçla ya da ilaçsız olarak kan beyin bariyerini açmasının herhangi bir fayda sağlayıp sağlamayacağını değerlendirecek.


İlk Alzheimer hastası, kan-beyin bariyerini açmak için odaklanmış ultrasonla tedavi edildi.

Yapılan çalışmaların merkezinde amyloid plak birikimi yer alıyor. Alzheimer hastalığı için bir diğer önemli neden olarak gösterilen hiperfosforile tau proteinleri ve nörofibriler yumaklar üzerinde durulmamış. Araştırmalar bu yönden eksik kalmış gibi duruyor. Yine de bu yaklaşım ile Alzheimer hastalığı tedavisi için önemli bir pencere aralanmış oldu.

Bilimle kalın!

Kaynaklar

1- High-intensity focused ultrasound: past, present, and future in neurosurgery doi: https://doi.org/10.3171/2017.11.FOCUS17610

2- Magnetic Resonance-Guided Focused Ultrasound : Current Status and Future Perspectives in Thermal Ablation and Blood-Brain Barrier Opening doi: 10.3340/jkns.2018.0180

3- MRI-Guided Focused Ultrasound Surgery doi: 10.1146/annurev.med.60.041707.170303

4- MRI-Guided Focused Ultrasound in Parkinson’s Disease: A Review doi: 10.1155/2017/8124624

5- Blood–brain barrier opening in Alzheimer’s disease using MR-guided focused ultrasound doi: 10.1038/s41467-018-04529-6

6- Alzheimer disease in a mouse model: MR imaging-guided focused ultrasound targeted to the hippocampus opens the blood-brain barrier and improves pathologic abnormalities and behavior doi: 10.1148/radiol.14140245

7- Amyloid-β plaque reduction, endogenous antibody delivery and glial activation by brain-targeted, transcranial focused ultrasound doi: 10.1016/j.expneurol.2013.05.008

8- Focused ultrasound as a novel strategy for Alzheimer disease therapeutics doi: 10.1002/ana.24933

Yazı kapak görseli: DIGICOMPHOTO/GETTY IMAGES