Dos nuevos estudios han descubierto que el uso de ultrasonido enfocado para abrir la barrera hematoencefálica genera una respuesta inmune positiva en el cerebro y también podría permitir el acceso a la tecnología de edición de genes. Esta técnica podría ser una forma no invasiva de tratar enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y el Parkinson.
Los investigadores utilizan ultrasonido enfocado para abrir de forma no invasiva la barrera hematoencefálica en ratones (rojo) Figura/Laboratorio de Ultrasonido y Elastografía/Escuela de Ingeniería de Columbia
La barrera hematoencefálica (BHE) es una membrana protectora natural única que evita que patógenos y toxinas peligrosos en la sangre ingresen al cerebro. Sin embargo, desde una perspectiva médica, la barrera hematoencefálica puede ser un defecto porque bloquea la entrada de fármacos y biofarmacéuticos utilizados para tratar enfermedades cerebrales.
Sin embargo, investigadores de la Universidad de Columbia han encontrado una manera de abrir la BBB para administrar medicamentos y terapias genéticas importantes directamente donde más se necesitan. Recientemente publicaron dos artículos, ambos destacando la efectividad del uso de ultrasonido enfocado no invasivo (FUS) para acceder a la BHE.
El primer estudio, publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), demuestra el uso de ultrasonido enfocado y microburbujas administradas sistémicamente para abrir la BBB, lo que permite que la tecnología de edición de genes CRISPR ingrese a la BBB. Los investigadores combinaron FUS con vectores virales CRISPR y lograron eficiencias de edición de más del 25 % en neuronas de ratón.
Dicen que sus hallazgos muestran que mediante el uso de FUS, es posible editar el genoma de las células nerviosas y potencialmente corregir los genes que codifican enfermedades cerebrales como el Alzheimer, como la apolipoproteína E4 y la apolipoproteína E2. Investigaciones anteriores han descubierto que el gen de la apolipoproteína E4 es un factor de riesgo importante para la enfermedad de Alzheimer, mientras que la apolipoproteína E2 tiene un efecto protector.
En un segundo estudio, publicado en la revista Theranostics, los investigadores demostraron que FUS por sí solo desencadenaba una respuesta inmune en el cerebro de ratones que reducía la carga de beta-amiloide y tau (dos proteínas que se sabe que se acumulan en la enfermedad de Alzheimer) y mejoraba la memoria de trabajo.
Cuando aplicaron la técnica FUS a pacientes con enfermedad de Alzheimer, encontraron una ligera reducción de beta-amiloide en las áreas tratadas de la BHE en comparación con las áreas no tratadas.
En conjunto, los hallazgos sugieren que FUS podría tratar la enfermedad de Alzheimer al desencadenar una respuesta inmune o al permitir la entrega de tecnología de edición de genes, dijeron los investigadores. Esta nueva tecnología también tiene el potencial de inducir la edición de genes y la modulación inmune simultáneamente.
Elisa Konofagou, autora correspondiente de ambos estudios, afirmó: "El efecto sinérgico resultante puede resultar clave en el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer, especialmente en sus primeras etapas. Estamos muy entusiasmados con esto".
Los estudios fueron publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS) y la revista Theranostics.