Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου Rice εξέτασαν την ασφάλεια και τη σκοπιμότητα της παράδοσης γονιδίων σε πολλαπλές περιοχές του εγκεφάλου χρησιμοποιώντας μια μη επεμβατική τεχνική βασισμένη σε υπερήχους σε τρωκτικά και τα ευρήματά τους υποδηλώνουν ότι η αποτελεσματικότητα της παράδοσης γονιδίων βελτιώνεται σε κάθε στοχευόμενη περιοχή όταν ανοίγουν περισσότερες θέσεις. Η Shirin Nouraein, μια διδακτορική φοιτήτρια που εργάζεται στο εργαστήριο του βιομηχανικού της Rice, Jerzy Szablowski, είναι ο κύριος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Gene Therapy.
Η εργασία, “Ακουστικά Στοχευμένη Μη Επεμβατική Γονιδιακή Θεραπεία σε Μεγάλους Εγκεφάλους Όγκους”, συνεχίζει το έργο του εργαστηρίου Szablowski χρησιμοποιώντας εστιασμένη ενέργεια υπερήχων για να κάνει με ασφάλεια τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό διαπερατό. Η τεχνική είναι γνωστή ως εστιασμένη υπερηχογραφική διάνοιξη αιματοεγκεφαλικού φραγμού (FUS-BBBO). Η διαδικασία επιτρέπει επίσης τη διέλευση πρωτεϊνών και άλλων μικρών μορίων προς την άλλη κατεύθυνση—δηλαδή από τον εγκέφαλο στην κυκλοφορία του αίματος—όπου μπορούν εύκολα να ληφθούν δείγματα.
«Χρησιμοποιούμε εστιασμένο υπερήχο για να ανοίξουμε πόρους νανο-μεγέθους στο ενδοθήλιο του εγκεφάλου», δήλωσε ο Nouraein, μεταπτυχιακός φοιτητής συστημάτων, συνθετικής και φυσικής βιολογίας. «Αυτό επιτρέπει τη μη επεμβατική παροχή φυσικών ιικών φορέων σε όλο τον εγκέφαλο, κάτι που είναι σημαντικό για τη θεραπεία γενετικών διαταραχών». Πολλές διαταραχές επηρεάζουν μεγάλες περιοχές του εγκεφάλου ή ολόκληρο τον εγκέφαλο, αλλά η παράδοση γονιδιακής θεραπείας σε αυτές τις περιοχές είναι δύσκολη, δήλωσε ο Szablowski, επίκουρος καθηγητής βιομηχανικής και διευθυντής του Εργαστηρίου για τη Μη Επεμβατική Νευρομηχανική.
«Όταν ένας φορέας παράδοσης γονιδίου εγχέεται στον εγκέφαλο με μια βελόνα, συχνά διαχέεται μόνο μερικά χιλιοστά», είπε ο Szablowski. “Για τη θεραπεία ολόκληρου του εγκεφάλου, θα χρειαζόταν κανείς να κάνει χιλιάδες ενέσεις, οι οποίες θα ήταν δύσκολες και πιθανώς επιβλαβείς. Με το FUS-BBBO, μια τέτοια χειρουργική παράδοση θα μπορούσε να παρακαμφθεί.” Η Nouraein και οι ερευνητικοί της συνεργάτες δοκίμασαν την αποτελεσματικότητα και την ασφάλεια του ανοίγματος 105 θέσεων ταυτόχρονα με θετικά αποτελέσματα στις περισσότερες περιοχές του εγκεφάλου.
Παραδόξως, τα ευρήματά τους υποδηλώνουν ότι η αποτελεσματικότητα της παράδοσης γονιδίου βελτιώνεται σε κάθε στοχευόμενη θέση όταν ανοίγονται περισσότερες θέσεις. «Βρήκαμε ότι η παράδοση των φορέων σε όλο τον εγκέφαλο διπλασιάζει την αποτελεσματικότητα της χορήγησης για την ίδια δόση του ιού σε σύγκριση με όταν στοχεύονται μόνο 11 θέσεις», είπε ο Szablowski, προσθέτοντας ότι ο Nouraein έπαιξε σημαντικό ρόλο στην ανακάλυψη. «Η Shirin μόλις ξεκίνησε το δεύτερο έτος στο μεταπτυχιακό και έχει ήδη ηγηθεί ενός σημαντικού, πολύπλοκου έργου, δείχνοντας εξαιρετική παραγωγικότητα και ταλέντο», είπε ο Szablowski.