Ultrasonido focalizado: un nuevo método para administrar fármacos al cerebro que podría revolucionar la medicina




Ultrasonido enfocado y optimismo cauteloso

Los ensayos preclínicos para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer con ultrasonido focalizado también han mostrado algunos resultados alentadores. Para empezar, simplemente abrir la barrera hematoencefálica parece tener efectos cognitivos positivos, como mejorar la función de la memoria. Elisa Konofagou, profesora de ingeniería biomédica y radiología en la Universidad de Columbia en Nueva York, y otros investigadores descubrieron que los restos de la placa beta amiloide, una de las características de la enfermedad de Alzheimer, se eliminan del cerebro cuando la barrera está abierta. Nadie sabe exactamente por qué, pero es un comienzo.

Otros usos potenciales del ultrasonido enfocado, como terapia de genesno están tan cerca de la etapa de ensayo clínico, pero los investigadores esperan que no tengan que esperar demasiado.

En el Centro Integral de Neurociencias de Madrid, el neurólogo y profesor José Obeso y su equipo de investigación han descubierto que vectores viralesque usan virus inofensivos como un sistema de entrega de genes, pueden cruzar la barrera hematoencefálica en primates no humanos después de un tratamiento de ultrasonido enfocado y entregar las instrucciones para curar las proteínas que combaten la neurodegeneración, como la enfermedad de Parkinson.

En teoría, las células cerebrales absorberán los genes y luego producirán proteínas que restaurarán la función cerebral o bloquearán la actividad no deseada en una determinada región del cerebro. Ha sido probado que el principio funciona y es efectivo en roedores, pero los resultados no publicados serían los primeros en mostrar que esto también es cierto en los monos. “Si funciona en monos, lo más probable es que funcione en humanos”.

Actualmente no existen terapias comprobadas para modificar el curso de enfermedades cerebrales como el Parkinson, por lo que “cualquier esperanza de brindar un tratamiento donde antes no existía es obviamente algo a considerar”, dice Jon Stoessl, investigador de Parkinson y jefe de neurología en el Universidad de Columbia Británica, Canadá, y editor en jefe de la revista médica revisada por pares Trastornos del movimiento.

Aún así, Stoessl advierte contra dar esperanzas prematuras a la gente. El ultrasonido enfocado para enfermedades neurodegenerativas generalmente no es tan avanzado como lo es para el cáncer. Con el cáncer, los médicos tienen una comprensión mucho más clara de dónde administrar los medicamentos. Ese no es el caso de condiciones como el Parkinson y la ELA, donde los investigadores todavía están tratando de averiguar qué partes del cerebro se ven afectadas y cómo.

Las expectativas que genera este nuevo método

Sin embargo, para muchos expertos y pacientes, es posible que los tratamientos de ultrasonido focalizado aprobados no lleguen lo suficientemente pronto. Basta con considerar los efectos de La enfermedad de Alzheimer y sus formas relacionadas de demencia, que afectan a 57 millones de personas en todo el mundo.un número que se espera que se triplique para 2050. Cientos de medicamentos para el Alzheimer han fallado en ensayos clínicos a un costo de miles de millones de dólares. Algunos investigadores especulan que esto se debe a que no llegan al cerebro en concentraciones adecuadas. Proporcionar dosis altas por medios convencionales requeriría dosis potencialmente tóxicas. Un beneficio obvio del ultrasonido enfocado es que debido a que la dosis está dirigida al cerebro, serían efectivas cantidades más bajas.

Si bien estas aplicaciones abordan enfermedades que tienden a afectar a las personas mayores, hay otras que se beneficiarían de esta nueva forma de administrar medicamentos. En Columbia, Nueva York, Konofagou ha estado utilizando esta tecnología para tratar a pacientes pediátricos con una forma terminal de cáncer cerebral llamada glioma difuso de línea media. Este tipo de tumor cerebral afecta a niños pequeños y fatal dentro de un año del diagnóstico. El desafío para ella ha sido hacer que esta tecnología sea más accesible.

Para el procedimiento al que se enfrenta Butler en Toronto, los médicos diseñaron el tratamiento para administrar medicamentos con precisión a lo que queda de su tumor y sus alrededores inmediatos sin afectar el tejido cercano. Antes de administrar la terapia, Lipsman se sentó en una sala de control adyacente creando un mapa tridimensional de alta resolución del cerebro de Butler e indicando dónde quería abrir la barrera hematoencefálica para dirigir su quimioterapia.

A partir de ahí, el equipo siguió una secuencia de eventos altamente coordinada. Butler tomó una pastilla de quimioterapia a los 45 minutos del procedimiento. Cuando la quimioterapia alcanzó la concentración máxima en su torrente sanguíneo, los técnicos inyectaron burbujas microscópicas llenas de gas en sus venas por vía intravenosa. Estas burbujas son más pequeñas que los glóbulos rojos y pasan inofensivamente por el cuerpo mientras absorben la energía del ultrasonido.

Durante los siguientes 90 segundos, Lipsman dirigió el casco de ultrasonido enfocado a emitir energía dirigida a una ubicación precisa del tamaño de un huevo en el cerebro de Butler. Las ondas de ultrasonido activaron las microburbujas para expandirse y contraerse rápidamente, aflojando las uniones estrechas de la barrera hematoencefálica y abriendo pasajes para que las moléculas del fármaco fluyan y entren en contacto directo con el tumor, así como con su borde alrededor de la región circundante.

“Científica y médicamente, la hazaña es revolucionaria”, dice Lipsman. Pero se necesita mucho equipo especializado y personal capacitado y no todos los hospitales o clínicas tendrán estos recursos.

Impaciente por la falta de fondos, acceso a MRI y socios tecnológicos, Konofagou desarrolló un sistema de neuronavegación portátil que no depende de MRI para guiar el ultrasonido enfocado para abrir la barrera hematoencefálica. Al prescindir de una máquina de resonancia magnética dedicada, se le ocurrió una solución más simple utilizando imágenes de resonancia magnética existentes para encontrar el objetivo y luego abre la barrera con ondas de ultrasonido desde un dispositivo de mano. No ofrece un control tan preciso como los sistemas guiados por imágenes de resonancia magnética (IRM), pero funciona.

Kullervo Hynynen, el físico médico de la Universidad de Toronto que fue pionero en el uso de microburbujas y ultrasonido focalizado guiado por resonancia magnética, también es desarrollando y casco de ultrasonido enfocado personalizable que se puede usar sin la guía en tiempo real que proporciona una máquina de resonancia magnética cuando el paciente está dentro de ella.

El casco reutilizable reducirá el costo de orientación por imágenes a un costo estimado de $500 para toda la serie de tratamientos, en comparación con el costo actual de alrededor de $1,000 por sesión, estima. Con más avances tecnológicos eventualmente será posible que los pacientes reciban tratamientos en la comodidad de sus propios hogares. “Ese es el sueño a largo plazo”, dice Hynynen, quien también es vicepresidente de investigación e innovación en Sunnybrook. Él cree que la aprobación del gobierno canadiense para el dispositivo en sí está a solo cinco años de distancia.

Una oportunidad que vale la pena aprovechar

Dadas tales expectativas, varios equipos ya están trabajando para refinar la tecnología involucrada en el ultrasonido enfocado. Insightec, patrocinador del Sunnybrook Health Sciences Center en Canadá, actualmente fabrica uno de los dispositivos de ultrasonido enfocado guiado por resonancia magnética más utilizados para abrir la barrera hematoencefálica. Lipsman dice que la compañía está desarrollando formas de hacer que el tratamiento sea más más tolerable para los pacientespor ejemplo, al eliminar la necesidad de afeitarse la cabeza y colocar alfileres en el cráneo.

Y cuando se trata de la aprobación del gobierno, Lipsman cree que las aplicaciones para el cáncer, como los cánceres cerebrales primarios o secundarios, tienen buenas posibilidades de avanzar en los próximos dos o tres años. Esto se debe a que los resultados deseados, como la reducción del tamaño del tumor o el aumento de las tasas de supervivencia, son mucho más simples y requieren menos tiempo para definirse que los de las enfermedades neurodegenerativas. A partir de ahí, espera que los ensayos de enfermedades neurodegenerativas más grandes no se queden atrás.

En febrero, Michael Butler cumplió un año desde su primer diagnóstico, el tiempo mínimo que se esperaba que sobreviviera cuando le diagnosticaron en 2021. El plazo máximo que le dieron, 18 meses, será en agosto. Él está usando cada minuto de ese tiempo. Después de su último tratamiento de ultrasonido enfocado, en octubre de 2021, él y su esposa, Valerie, dieron un viaje épico en tren a través de las Montañas Rocosas canadienses para celebrar su 15.º aniversario de bodas, y recientemente llevaron a sus hijos y nietos a Disney World.

En marzo de 2022, después de que las exploraciones mostraran tejido nuevo en la misma área tratada con quimioterapia del tumor original, Butler se sometió de inmediato a otra cirugía. Los resultados de laboratorio proporcionaron un inmenso alivio. Era solo tejido cicatricial y no más cáncer.

Butler, un soñador que se describe a sí mismo, dice que se ofreció como voluntario para estos ensayos clínicos a veces laboriosos, y ciertamente no garantizados, para poder pasar más tiempo con sus hijos y nietos. Lo hizo también por Valerie y todos los viajes de esquí y paseos en Harley Davidson que han planeado. “Seré un ratón de laboratorio”, dice, y agrega que espera que haya ensayos clínicos de ultrasonido más enfocados en los que pueda participar. “Aprovecharé cualquier riesgo que pueda”.

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