Notícia

Ultrassom pode liberar droga para alterar a atividade em áreas cerebrais específicas

Qian Zhong and Raag Airan, Universidade de Stanford

Fonte

Faculdade de Medicina da Universidade Stanford

Data

quarta-feira, 14 novembro 2018 11:25

Áreas

Nanotecnologia. Ultrassom. Neurologia.

Cientistas da Faculdade de Medicina da Universidade de Stanford, nos Estados Unidos, desenvolveram uma forma não invasiva de administrar drogas a poucos milímetros de um ponto desejado no cérebro. O método, testado em ratos, usa feixes de ultrassom para sacudir moléculas de drogas soltas de “compartimentos” de nanopartículas que foram injetadas na corrente sanguínea.

Em um estudo de prova de conceito, os pesquisadores mostraram que quantidades farmacologicamente ativas de uma droga de ação rápida poderiam ser liberadas desses compartimentos em pequenas áreas do cérebro de ratos, alvo de um feixe de ultra-som focalizado. A droga passou a funcionar imediatamente, reduzindo a atividade neural na área-alvo – mas apenas enquanto o aparelho de ultra-som estava ativo e somente quando a intensidade do ultrassom excedia um certo limiar. Ao modificar a força e a duração do feixe, os pesquisadores poderiam ajustar a inibição neural.

Apesar do estudo ter sido realizado com um medicamento específico, neste caso o propofol (um anestésico comumente usado em cirurgia), em princípio a mesma abordagem poderia funcionar para muitas drogas com ações farmacológicas e aplicações psiquiátricas amplamente diferentes, e até mesmo para algumas drogas quimioterápicas usadas para combater o câncer.

Ao aumentar a intensidade do ultrassom e monitorar a atividade metabólica em todo o cérebro, os pesquisadores também puderam observar os efeitos secundários da droga em regiões distantes do cérebro, disse o Dr. Raag Airan, professor  de neurorradiologia da Universidade Stanford. Dessa forma, os pesquisadores conseguiram mapear de forma não invasiva as conexões entre circuitos diferentes no cérebro vivo. Um artigo descrevendo as descobertas do estudo foi publicado na revista científica Neuron.

Uma tecnologia conhecida como optogenética, desenvolvida pelo Dr. Karl Deisseroth,  professor de bioengenharia e ciências psiquiátricas e comportamentais de Stanford e orientador do professor Airan em seu doutorado, usa entrega invasiva de genes para tornar vulneráveis ​​classes específicas de células nervosas. A abordagem do Dr. Airan emprega métodos farmacológicos não invasivos para obter um controle similar da atividade neural.

Resposta metabólica em todo o cérebro

A equipe do Dr. Airan também monitorou a resposta metabólica do cérebro ao ultrassom focalizado usando tomografia por emissão de pósitrons para medir a captação em todo o cérebro de um análogo radioativo da glicose em ratos – a glicose é a principal fonte de energia do cérebro. Quando as nanopartículas injetadas não carregavam nenhuma droga, não houve efeito nas áreas expostas à ultrassonografia. Mas com nanopartículas carregadas com propofol, o metabolismo caiu, significando que houve redução da atividade neural nessas regiões expostas ao ultrassom. Essa inibição aumentou com o aumento da intensidade do ultrassom. Acionar o nível de ultrassom alto o suficiente também desencadeou uma atividade seletivamente diminuída em regiões distantes do cérebro conhecidas por receber entradas da área exposta ao ultrassom.

“Esperamos usar essa tecnologia para prever de forma não invasiva os resultados da excisão ou inativação de um pequeno volume específico de tecido cerebral em pacientes com neurocirurgia. A inativação ou a remoção desse pequeno volume de tecido alcançará o efeito desejado – por exemplo, interrompendo a atividade epiléptica? Isso causará efeitos colaterais inesperados?”, conclui o Dr. Airan.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Stanford (em inglês).

Fonte: Bruce Goldman, Universidade Stanford. Imagem: ilustração de nanopartícula projetada para liberação de drogas com ultrassom de precisão: o ultrassom aquece o núcleo líquido (branco), interrompendo uma matriz de copolímero (azul) na superfície da partícula e liberando moléculas de droga (vermelho) da matriz. Fonte: Qian Zhong and Raag Airan, Universidade de Stanford.

 

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