Ультразвук может повысить выживаемость после инсульта, очищая мозг 

Фото из открытых источников

Согласно исследованию на мышах, импульсные ультразвуковые волны, проходящие через мозг, могут повысить выживаемость после инсульта, способствуя выведению воспалительных отмерших кровяных клеток. Этот подход, усиливающий лимфодренаж, также может быть использован при лечении болезни Альцгеймера. Ожидается, что в следующем году начнутся клинические испытания с участием людей с этим заболеванием.

Геморрагические инсульты, составляющие около 15% всех инсультов, возникают при разрыве кровеносного сосуда в мозге, вызывая кровотечение, которое нарушает снабжение мозга кислородом и повреждает его клетки, что часто приводит к проблемам с движением и когнитивными функциями.

Лечение часто включает в себя герметизацию поврежденного сосуда небольшим металлическим зажимом, а затем удаление отмерших эритроцитов, например, через катетер, что в противном случае усилило бы воспаление и вызвало бы дальнейшее повреждение тканей. Однако это высокоинвазивный метод, который сам по себе может привести к повреждению мозга и инфекциям, говорит Рааг Айран из Стэнфордского университета в Калифорнии.

Айран задумался о потенциале ультразвука, подаваемого импульсами вне головы, после того, как случайно оставил такое устройство включенным слишком долго, используя его для активации препаратов в мозге мышей. «Я увидел, что пятна препарата, которые я вводил в мозг, были словно размазаны, как будто переносились дальше по мозгу в спинномозговой жидкости, которая обычно выводит из мозга все лишнее», — говорит он. «Поэтому я подумал: “Можем ли мы действительно использовать ультразвук, чтобы выводить вещества из мозга?”»

Чтобы исследовать это, его команда собрала кровь из хвостов мышей и ввела ее им в мозг, имитируя геморрагический инсульт. В течение следующих трех дней исследователи ежедневно по 10 минут пропускали ультразвуковые волны через черепа половины мышей. Остальные животные не получали никакого лечения.

Затем все мыши прошли трехминутный тест, в котором их помещали в резервуар с четырьмя углами, что позволяло им поворачиваться влево или вправо. Здоровые мыши, не имеющие двигательных или когнитивных проблем, обычно поворачиваются в каждую сторону в 50% случаев.

Исследователи обнаружили, что мыши в группе, подвергавшейся ультразвуковому исследованию, поворачивали влево в 39% случаев по сравнению с 27% случаев в контрольной группе. Они также обнаружили, что мыши, подвергавшиеся ультразвуковому исследованию, могли сильнее схватиться за металлический прут, чем контрольные мыши. Это говорит о том, что у животных, подвергшихся лечению, было меньше повреждений головного мозга, что позже подтвердила группа, проанализировав срезы их мозга после эвтаназии.

Через неделю после инъекции крови в мозг около половины мышей в контрольной группе погибли, по сравнению с пятой частью мышей в группе, подвергавшейся ультразвуковому исследованию. «Мы увеличили выживаемость примерно на 30 [процентных пунктов] всего за три 10-минутных сеанса ультразвукового исследования», — говорит Айран.

Дальнейший анализ показал, что ультразвуковые импульсы активировали чувствительные к давлению белки микроглии животных — иммунных клеток мозга, — уменьшая их воспалительную реакцию и повышая их способность поглощать и выводить погибшие эритроциты. Импульсы также увеличивали ток спинномозговой жидкости через мозг, улучшая выведение отмерших клеток к лимфатическим узлам шеи. Являясь частью лимфатической системы, они помогают выводить продукты метаболизма из мозга.

Хотя необходимы дальнейшие исследования, этот подход может применяться при лечении других заболеваний головного мозга. «Если ультразвук может стимулировать выведение из мозга довольно крупных эритроцитов, он должен быть способен удалять токсичные белки гораздо меньшего размера, такие как неправильно свернутый тау-белок, которые способствуют развитию таких заболеваний, как болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера», — говорит Айран.

«Это действительно впечатляющее исследование с огромным потенциалом для дальнейшего применения, поскольку оно неинвазивно», — говорит Кэтлин Карон из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. Лимфатические системы у мышей и людей, по-видимому, довольно схожи, поэтому этот подход может быть эффективен и для людей, говорит она.

Воздействие ультразвука считается безопасным, поэтому Айран уверена, что лечение не будет иметь никаких неожиданных побочных эффектов, хотя для подтверждения этого необходимы исследования.

Исследователи надеются в конечном итоге протестировать этот подход на людях, перенесших геморрагический инсульт, однако это требует неотложного лечения. Поэтому они планируют собрать больше данных о безопасности и эффективности метода у пациентов с болезнью Альцгеймера, прогрессирующим заболеванием, и начать исследование в следующем году, говорит Айран.