Управление микровезикулами в сосудах мозга мыши с помощью ультразвука

Исследователи из ETH Zurich впервые показали, что микровезикулы можно направлять через кровеносные сосуды в мозге мышей с помощью ультразвука. Это открывает путь к созданию методов доставки лекарств с высочайшей точностью. Исследование опубликовано в Nature Communications.

Многие заболевания мозга (опухоли, кровоизлияния, неврологические и психические расстройства) сложно лечить медикаментозно. Даже эффективные препараты часто вызывают тяжелые побочные эффекты, так как действуют на весь мозг, а не только на пораженную область.

Ультразвук вместо магнетизма

В качестве микротранспортера ученые использовали газонаполненные микропузырьки диаметром 1,5 мкм с липидной оболочкой, которые уже применяются в качестве контрастного вещества при УЗИ.

Профессор Даниэль Ахмед, руководитель исследования, отмечает преимущества ультразвука: "Он широко используется в медицине, безопасен и глубоко проникает в ткани". Кроме того, такие пузырьки биосовместимы и после выполнения задачи растворяются в организме.

Против потока

В ходе эксперимента микропузырьки вводили в кровоток мышей. С помощью четырех миниатюрных преобразователей, закрепленных на черепе, исследователи генерировали ультразвуковые волны.

Сложная регулировка выходного сигнала каждого преобразователя позволила:

• Удерживать пузырьки на месте.
• Направлять их против тока крови.
• Проводить их через извилистые сосуды и узкие капилляры.

Для визуализации использовалась двухфотонная микроскопия. В будущем планируется применять для этого саму ультразвуковую технологию.

Перспективы

В данном исследовании пузырьки не несли лекарств. Ученые доказали саму возможность управления ими в сосудах мозга. Следующий шаг — присоединение молекул препаратов к оболочке пузырьков для целевой доставки. Эта технология может лечь в основу новых методов лечения рака, инсульта и психических заболеваний.