Immagine: un gruppo di ricerca guidato da Yu-Chun Lin (a sinistra) e Chih-kuang Yeh dell’NTHU ha esteso l’applicazione degli ultrasuoni al trattamento del morbo di Parkinson. (Foto: National Tsing Hua University.
Gli ultrasuoni sono ampiamente utilizzati per condurre esami fisici e sono in corso diversi esperimenti per espandere la loro applicazione al trattamento del morbo di Parkinson, demenza e diabete.
Un team di ricerca della National Tsing Hua University guidato dal Professore associato Yu-Chun Lin dell’Istituto di medicina molecolare e dal Professor Chih-kuang Yeh del Dipartimento di ingegneria biomedica e scienze ambientali, ha migliorato con successo i sintomi motori della malattia di Parkinson nei topi iniettando proteine che sono altamente sensibili alle onde ultrasoniche e successivamente utilizzando gli ultrasuoni per attivare le cellule neuronali.
Il team di ricerca dell’NTHU ha sviluppato un nuovo trattamento per il morbo di Parkinson. Questa ricerca innovativa è stata pubblicata nel numero di gennaio di Nano Letters e il trattamento non invasivo descritto, è già stato brevettato a Taiwan e negli Stati Uniti.
Lin ha cercato a lungo di trovare un modo sicuro e non invasivo per controllare l’attività cellulare. Sebbene le onde luminose siano sicure, possono penetrare solo a una profondità di circa 0,2 cm; le onde magnetiche possono penetrare in profondità, ma mancano di precisione. Al contrario, le onde ultrasoniche penetrano fino a una profondità di 15 cm e possono essere focalizzate sulla parte interessata. Pertanto, la sfida era come far rispondere le cellule agli ultrasuoni.
Lin ha spiegato che quasi tutti i mammiferi hanno una proteina della pressione uditiva ad alta frequenza nota come prestina (Prestina è una proteina fondamentale per l’udito nei mammiferi. È codificata dal gene SLC26A5). Tuttavia, la proteina prestina nel corpo umano ha poca sensibilità agli ultrasuoni. Al contrario, prestina nei delfini, balene e pipistrelli è altamente sensibile alle onde sonore ad altissima frequenza. Confrontando le loro sequenze proteiche di prestina, Lin ha scoperto che tutti questi animali hanno un amminoacido speciale che il ricercatore ha colonizzato nelle cellule dei topi per modificare le loro proteine prestina. Ciò ha comportato un immediato aumento di dieci volte della capacità delle cellule di rilevare gli ultrasuoni.
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Il compito successivo di Lin era trovare un modo per usare gli ultrasuoni per curare le malattie, per cui si è rivolto all’esperto di ultrasuoni Yeh, che ha inventato un modo per racchiudere frammenti del gene che codifica per prestina, in piccole bolle che possono essere importate nell’area target mediante iniezione endovenosa. Non appena viene applicata l’ecografia, le bolle si rompono, introducendo i frammenti genici nelle cellule bersaglio, attivando così la loro capacità di rilevare e rispondere agli ultrasuoni.
“Il morbo di Parkinson e il morbo di Alzheimer sono causati dalla degenerazione e dalla morte delle cellule del cervello. Ma una volta che le cellule con frammenti del gene che codifica per prestina sono state trapiantate nell’area target, gli ultrasuoni possono essere applicati per risvegliare le cellule atrofizzate in modo che possano iniziare a formare nuove connessioni neurali “, dice la Professoressa Chih-kuang Yeh, Dipartimento di ingegneria biomedica e scienze ambientali, Università nazionale Tsing Hua.
Il team ha prodotto un video che mostra come un topo con la malattia di Parkinson si ferma brevemente mentre attraversa un ponte di legno e come lo stesso topo, dopo il trapianto di cellule e il trattamento ad ultrasuoni, attraversa facilmente il ponte. I ricercatori hanno anche scoperto che il trattamento provoca un aumento significativo dei livelli di dopamina nel cervello, dimostrando la sua efficacia nel trattamento del morbo di Parkinson. Lin ha affermato che questa stessa procedura può essere utilizzata anche per curare il diabete stimolando le cellule che producono insulina.
Fonte: Nano Letters
