Pesquisadores do Brigham and Women’s Hospital desenvolveram uma maneira mais segura de usar ultra-som focado para abrir temporariamente a barreira hematoencefálica * para permitir a entrega de medicamentos vitais para o tratamento de tumores cerebrais de glioma – uma alternativa à incisão ou radiação invasiva.
A entrega do fármaco ultra-sonográfico focado para o cérebro usa “cavitação” – criando microbolhas – para abrir temporariamente a barreira hematoencefálica. O problema com este método foi que, se essas bolhas desestabilizassem e colapsassem, poderiam danificar a vasculatura crítica no cérebro.
Para criar um grau mais fino de controle sobre as microburbujas e melhorar a segurança, os pesquisadores colocaram um sensor fora do cérebro do rato para ouvir ecos de ultra-som rebocando as microburbujas, como indicação de quão estáveis eram as bolhas. ** Esse dado foi usado para modificar a intensidade do ultra-som, estabilizando as microburbujas para manter a exposição segura ao ultra-som.
A equipe testou a abordagem em ratos saudáveis e em um modelo animal de câncer de cérebro de glioma. Serão necessárias mais pesquisas para adaptar a técnica para os seres humanos, mas a abordagem poderia oferecer um melhor controle de segurança e eficácia para ensaios clínicos em humanos, que estão em andamento no Canadá.
A pesquisa, publicada nesta semana na revista Proceedings of the National Academy of Sciences , foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde do Canadá.
* A barreira hematoencefálica é um obstáculo intransponível para 98% dos medicamentos, que trata como agentes patogênicos e os impede de passar da corrente sanguínea dos pacientes para o cérebro. Usando ultra-som focalizado, os fármacos podem ser administrados usando uma injeção intravenosa de microburbujas de gás revestidas com lipídios inócuas.
** Para o transdutor de ultra-som, os pesquisadores combinaram dois transdutores esféricamente curvos (operando a uma freqüência de ressonância a 274,3 kHz) para dobrar o tamanho da abertura efetiva e fornecer uma focagem significativamente melhorada na direção axial.
A terapia de ultra-som focalizada com microbolhas facilitada por cavitação é um método promissor de administração de fármaco através da barreira hematoencefálica (BBB) para o tratamento de muitas doenças neurológicas. Ao contrário das terapias térmicas de ultra-som, durante as quais a termometria de ressonância magnética pode servir como uma modalidade de controle de tratamento confiável, o controle em tempo real da ruptura de BBB modulada com dano vascular indetectável continua sendo um desafio. Aqui, um paradigma de controle de cavitação em malha fechada que sustenta cavitação estável, ao mesmo tempo que supressão do comportamento de cavitação inercial, foi projetado e validado utilizando um sistema de transdutor duplo que atua na freqüência de ultra-som clinicamente relevante de 274,3 kHz. Testes no cérebro normal e no modelo de glioma F98 in vivo demonstraram que este controlador permite a entrega confiável e livre de dano de uma quantidade predeterminada do medicamento quimioterápico (doxorrubicina lipossomal) no cérebro. O nível máximo de concentração de doxorrubicina administrada excedeu os níveis previamente demonstrados (utilizando a ultrassonografia não controlada) para induzir a regressão tumoral e melhorar a sobrevivência no glioma do rato. Estes resultados confirmaram a capacidade do controlador para modular a dose de administração de fármaco dentro de um intervalo terapeuticamente efetivo, ao mesmo tempo em que melhora o controle de segurança. Pode ser prontamente implementado clinicamente e potencialmente aplicado a outras terapias ultra-sonográficas com cavitação.