Πώς τα υπερηχητικά κύματα υπόσχονται νέες θεραπείες για Alzheimer και καρκίνο

Τα υπερηχητικά κύματα ίσως αποτελέσουν σύντομα ένα από τα πιο ισχυρά ιατρικά εργαλεία για την αντιμετώπιση ασθενειών όπως το Alzheimer και ο καρκίνος. Οι υπέρηχοι — κύματα σε συχνότητες πάνω από το όριο της ανθρώπινης ακοής — χρησιμοποιούνται εδώ και δεκαετίες για διαγνωστικούς σκοπούς, από τον εντοπισμό παθήσεων έως τις πρώτες εικόνες ενός εμβρύου. Σήμερα, όμως, η τεχνολογία αυτή περνά σε μια νέα φάση: τη θεραπευτική.

Ερευνητές από πανεπιστήμια και ιατρικά κέντρα ανά τον κόσμο, ανάμεσά τους και επιστήμονες που συνεργάζονται με το University of Virginia, εξετάζουν πώς ο λεγόμενος “εστιασμένος υπερηχογράφος” — η συγκέντρωση της ηχητικής ενέργειας σε μια πολύ συγκεκριμένη περιοχή — μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να αντιμετωπίσει σοβαρές παθήσεις που μέχρι τώρα θεωρούνταν σχεδόν ανίατες.

Η ιδέα πίσω από την τεχνολογία είναι απλή αλλά εξαιρετικά ισχυρή. Όπως ένας μεγεθυντικός φακός συγκεντρώνει το φως του ήλιου σε ένα σημείο ώστε να ανάψει μια φλόγα, έτσι και οι υπέρηχοι μπορούν να εστιάσουν την ενέργεια τους βαθιά μέσα στους ιστούς, με χειρουργική ακρίβεια. Η εφαρμογή αυτής της τεχνικής μπορεί να θερμάνει, να καταστρέψει ή να επηρεάσει επιλεγμένα κύτταρα, χωρίς να απαιτείται τομή ή ακτινοβολία.

Η τεχνολογία δεν είναι καινούργια. Πριν από περίπου 80 χρόνια, επιστήμονες ανακάλυψαν ότι μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν συγκεντρωμένα ηχητικά κύματα για να καταστρέψουν τμήματα του εγκεφάλου που σχετίζονταν με νευρολογικές διαταραχές. Ωστόσο, το κρανίο, που απορροφά ένα μεγάλο μέρος της ηχητικής ενέργειας, αποτελούσε πάντα ένα εμπόδιο. Μόνο τις τελευταίες δεκαετίες, με την πρόοδο στη μαγνητική απεικόνιση και τη φυσική του ήχου, κατέστη δυνατή η ακριβής εστίαση των υπερήχων σε βαθιές περιοχές του εγκεφάλου.

Σήμερα, θεραπείες με εστιασμένο υπερηχογράφο εφαρμόζονται ήδη για παθήσεις όπως το ανεξέλεγκτο τρέμουλο στα χέρια. Η μέθοδος χρησιμοποιείται πλέον ρουτίνα σε αρκετά νοσοκομεία παγκοσμίως, με εντυπωσιακά αποτελέσματα.

Όμως οι δυνατότητες της τεχνολογίας φαίνεται πως μόλις αρχίζουν να αποκαλύπτονται. Ερευνητές διερευνούν τρεις νέες κατευθύνσεις: τη βελτίωση της μεταφοράς φαρμάκων στον εγκέφαλο, την ενίσχυση των ανοσολογικών αποκρίσεων κατά του καρκίνου και τη θεραπεία σπάνιων νευρολογικών ασθενειών.

Ένα από τα μεγαλύτερα εμπόδια στη θεραπεία του εγκεφάλου είναι ο λεγόμενος αιματοεγκεφαλικός φραγμός, ένα φυσικό φίλτρο που προστατεύει τον εγκέφαλο από τοξίνες και παθογόνα, αλλά ταυτόχρονα εμποδίζει και πολλά φάρμακα να περάσουν. Οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι παλμοί χαμηλής έντασης εστιασμένου υπερηχογράφου μπορούν να προκαλέσουν την ταλάντωση μικροσκοπικών φυσαλίδων μέσα στα αιμοφόρα αγγεία, οι οποίες με τη σειρά τους ανοίγουν προσωρινά μικρούς πόρους στο τοίχωμα των αγγείων. Αυτό επιτρέπει στα φάρμακα να διεισδύσουν ακριβώς στα σημεία του εγκεφάλου όπου χρειάζονται.

Κλινικές δοκιμές βρίσκονται ήδη σε εξέλιξη για να εξετάσουν αν η τεχνική αυτή μπορεί να βοηθήσει στη θεραπεία όγκων όπως το γλοιοβλάστωμα, των εγκεφαλικών μεταστάσεων, αλλά και της νόσου Alzheimer. Παράλληλα, η μέθοδος υπόσχεται να αλλάξει και τον τρόπο που εφαρμόζονται οι γονιδιακές θεραπείες. Καθώς τα περισσότερα γονιδιακά φάρμακα δεν μπορούν να περάσουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό, η χρήση υπερήχων για το άνοιγμά του ίσως αποτελέσει το κλειδί για τη στοχευμένη μεταφορά αυτών των θεραπειών.

Ο εστιασμένος υπερηχογράφος δείχνει επίσης να έχει σημαντική εφαρμογή στην ανοσοθεραπεία κατά του καρκίνου. Παρότι οι θεραπείες που «ενεργοποιούν» το ανοσοποιητικό σύστημα έχουν φέρει επανάσταση σε ορισμένους τύπους καρκίνου, πολλοί όγκοι – όπως του παγκρέατος ή του εγκεφάλου – παραμένουν «ψυχροί», δηλαδή απρόσβλητοι από τέτοιες θεραπείες. Η στοχευμένη χρήση υπερήχων μπορεί να μετατρέψει αυτούς τους όγκους σε «θερμούς», καταστρέφοντας τμήματά τους με τρόπο που διεγείρει το ανοσοποιητικό σύστημα να αναγνωρίσει και να επιτεθεί στα καρκινικά κύτταρα. Το University of Virginia ίδρυσε μάλιστα το 2022 το πρώτο παγκοσμίως κέντρο εστιασμένης υπερηχογραφικής ανοσο-ογκολογίας, αφιερωμένο στην έρευνα αυτής της μεθόδου. Εκεί διεξάγονται ήδη κλινικές δοκιμές που συνδυάζουν υπερήχους και ανοσοθεραπεία σε ασθενείς με προχωρημένο μελάνωμα.

[source]