آلزایمر و سرطان به زودی ممکنه با صداهایی که نمی‌تونیم بشنویم، درمان بشن

امواج صوتی با فرکانس‌هایی بالاتر از آستانه شنوایی انسان، به طور روتین تو مراقبت‌های پزشکی استفاده می‌شن.

این امواج صوتی که بهشون اولتراسوند هم میگن، می‌تونن به پزشک‌ها تو تشخیص و نظارت بر بیماری کمک کنن و همچنین می‌تونن اولین نگاه‌ها رو به جدیدترین اعضای خانواده‌تون بهتون بدن.

و حالا، بیمارانی که مشکلات مختلفی از سرطان گرفته تا بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی مثل آلزایمر دارن، به زودی ممکنه از پیشرفت‌های اخیر این تکنولوژی بهره‌مند بشن.

من یه مهندس پزشکی هستم که در مورد اینکه چطور اولتراسوند متمرکز – یعنی تمرکز انرژی صوتی تو یه حجم مشخص – می‌تونه برای درمان مشکلات مختلف تنظیم بشه، مطالعه می‌کنم.

تو چند سال گذشته، این تکنولوژی رشد و استفاده قابل توجهی تو کلینیک‌ها داشته. و محقق‌ها همچنان به کشف راه‌های جدیدی برای استفاده از اولتراسوند متمرکز برای درمان بیماری‌ها ادامه میدن.

تاریخچه مختصری از اولتراسوند متمرکز

اولتراسوند با یه پروبی که حاوی ماده‌ای هست که جریان الکتریکی رو به لرزش و برعکس تبدیل می‌کونه، تولید می‌شه. وقتی امواج اولتراسوند از بدن عبور می‌کنن، از مرزهای انواع مختلف بافت‌ها منعکس می‌شن. این پروب، این بازتاب‌ها رو تشخیص میده و دوباره به سیگنال‌های الکتریکی تبدیلشون می‌کونه که کامپیوترها می‌تونن ازشون برای ساختن تصاویر اون بافت‌ها استفاده کنن.

بیشتر از ۸۰ سال پیش، دانشمندها فهمیدن که تمرکز کردن این امواج اولتراسونیک تو یه حجمی به اندازه یه دونه برنج، می‌تونه بافت مغز رو گرم و نابود کنه. این اثر شبیه تمرکز کردن نور خورشید با یه ذره‌بینه برای آتیش زدن یه برگ خشکه.

محققای اولیه شروع کردن به تست کردن اینکه چطور اولتراسوند متمرکز می‌تونه اختلالات عصبی، درد و حتی سرطان رو درمان کنه.

با این حال، با وجود این یافته‌های اولیه، موانع فنی‌ای سر راه استفاده از اولتراسوند متمرکز تو کلینیک‌ها بود. مثلاً، چون جمجمه انرژی اولتراسوند رو جذب می‌کونه، فرستادن پرتوهای متمرکز با انرژی به اندازه کافی بالا برای رسیدن به بافت آسیب‌دیده مغز، کار سختی بود.

محقق‌ها در نهایت با یکپارچه کردن آرایه‌های بزرگی از مبدل‌های اولتراسوند – همون پروب‌هایی که بین سیگنال‌های الکتریکی و لرزش‌ها تبدیل می‌کنن – با اطلاعات مبتنی بر تصویر در مورد شکل و تراکم جمجمه، این مشکل رو حل کردن. این تغییر به محقق‌ها اجازه داد تا پرتوها رو بهتر روی اهدافشون تنظیم کنن.

فقط بعد از اینکه دانشمندها تو سال‌های اخیر پیشرفت‌های کلیدی‌ای تو تکنولوژی تصویربرداری و فیزیک آکوستیک داشتن، وعده اولتراسوند داره تو کلینیک‌ها محقق می‌شه. صدها آزمایش بالینی با هدف درمان ده‌ها مشکل، تموم شده یا در حال انجامه.

محقق‌ها موفقیت قابل توجهی رو روی یه مشکلی به اسم لرزش اساسی پیدا کردن، که منجر به لرزش کنترل نشده، معمولاً دست‌ها، می‌شه. درمان‌های اولتراسوند متمرکز برای لرزش اساسی الان به طور روتین تو خیلی از جاهای دنیا انجام می‌شه.

من معتقدم بعضی از هیجان‌انگیزترین کاربردهای اولتراسوند متمرکز شامل بهتر کردن رسوندن دارو به مغز، تحریک پاسخ‌های ایمنی در برابر سرطان و درمان بیماری‌های نادر سیستم عصبی مرکزی می‌شه.

رسوندن دارو به مغز

سد خونی-مغزی، راه‌حل بی‌نظیر تکامله برای دور نگه داشتن مواد مضر از این حیاتی‌ترین عضو بدن. سد خونی-مغزی از سلول‌های خیلی محکمی که داخل رگ‌های خونی رو پوشوندن، تشکیل شده.

این سد فقط به انواع خاصی از مولکول‌ها اجازه میده وارد مغز بشن و از مغز در برابر عوامل بیماری‌زا و سموم محافظت می‌کونه. با این حال، سد خونی-مغزی وقتی صحبت از درمان بیماری می‌شه، مشکل‌سازه چون جلوی رسیدن درمان‌ها به هدف مورد نظرشون رو می‌گیره.

بیشتر از ۲۰ سال پیش، مطالعات پیشگامانه مشخص کردن که فرستادن پالس‌های با شدت کم اولتراسوند متمرکز می‌تونه با ایجاد نوسان تو میکروحباب‌های توی رگ‌های خونی، به طور موقت سد خونی-مغزی رو باز کنه.

این نوسان به دیواره‌های رگ‌های اطراف فشار میاره و به طور خلاصه منافذ کوچیکی رو باز می‌کونه که به داروها تو جریان خون اجازه میده وارد مغز بشن. نکته حیاتی اینه که سد خونی-مغزی فقط جایی باز می‌شه که اولتراسوند متمرکز اعمال شده.

بعد از سال‌ها تست کردن ایمنی این تکنیک و بهتر کردن کنترل انرژی اولتراسوند، محقق‌ها چند تا دستگاه با استفاده از اولتراسوند متمرکز برای باز کردن سد خونی-مغزی برای درمان ساختن.

آزمایش‌های بالینی‌ای که توانایی این دستگاه‌ها رو برای رسوندن دارو به مغز برای درمان مشکلاتی مثل گلیوبلاستوما، متاستازهای مغزی و بیماری آلزایمر تست می‌کنن، در حال انجامه.

به موازات این، پیشرفت قابل توجهی تو توسعه ژن‌درمانی برای بیماری‌های مغزی متعدد وجود داشته. ژن‌درمانی شامل ترمیم یا جایگزینی مواد ژنتیکی معیوب برای درمان یه بیماری خاص می‌شه.

اعمال کردن ژن‌درمانی به مغز به خصوص چالش‌برانگیزه چون این نوع درمان‌ها معمولاً از سد خونی-مغزی عبور نمی‌کنن.

مطالعات حیوانی نشون دادن که استفاده از اولتراسوند متمرکز برای باز کردن سد خونی-مغزی می‌تونه رسوندن ژن‌درمانی‌ها رو به اهداف مورد نظرشون تو مغز تسهیل کنه و درها رو برای تست کردن این تکنیک تو آدما باز می‌کونه.

تحریک پاسخ‌های ایمنی در برابر سرطان

ایمونوتراپی سرطان به سیستم ایمنی خود بیمار دستور میده تا با بیماری بجنگه. با این حال، خیلی از بیماران – به خصوص اونایی که مبتلا به سرطان سینه، سرطان لوزالمعده و گلیوبلاستوما هستن – تومورهایی دارن که از نظر ایمونولوژیکی «سرد» هستن، یعنی به ایمونوتراپی‌های سنتی پاسخ نمیدن.

محقق‌ها یاد گرفتن که اولتراسوند متمرکز می‌تونه تومورهای جامد رو به روش‌هایی نابود کنه که به سیستم ایمنی اجازه میده سلول‌های سرطانی رو بهتر بشناسه و نابود کنه.

یه راهی که اولتراسوند متمرکز این کار رو می‌کونه اینه که تومورها رو به تکه‌هایی تبدیل می‌کونه که بعداً به معنای واقعی کلمه به سمت غدد لنفاوی جریان پیدا می‌کنن. به محض اینکه سلول‌های ایمنی تو غدد لنفاوی با این تکه‌ها روبرو بشن، می‌تونن یه پاسخ ایمنی رو به طور خاص علیه سرطان شروع کنن.

با الهام از این پیشرفت‌ها، دانشگاه ویرجینیا تو سال ۲۰۲۲ اولین مرکز ایمونو-انکولوژی اولتراسوند متمرکز دنیا رو برای حمایت از تحقیقات تو این حوزه و رسوندن امیدوارکننده‌ترین رویکردها به کلینیک‌ها، راه‌اندازی کرد.

مثلاً، همکاران من تو این مرکز دارن یه آزمایش بالینی رو برای تست کردن استفاده از اولتراسوند متمرکز و ایمونوتراپی برای درمان بیماران مبتلا به ملانوم پیشرفته اجرا می‌کنن.

درمان بیماری‌های نادر با اولتراسوند متمرکز

تحقیقات روی اولتراسوند متمرکز عمدتاً روی ویرانگرترین و شایع‌ترین بیماری‌ها، مثل سرطان و آلزایمر، تمرکز کرده. با این حال، من معتقدم که تحولات بیشتر و استفاده روزافزون از اولتراسوند متمرکز تو کلینیک‌ها، در نهایت به نفع بیماران مبتلا به بیماری‌های نادر خواهد بود.

یه بیماری نادر که به خصوص برای آزمایشگاه من جالبه، ناهنجاری کاورنوس مغزی یا CCM هست. CCM ها ضایعاتی تو مغز هستن که وقتی سلول‌هایی که رگ‌های خونی رو می‌سازن، رشد کنترل نشده‌ای دارن، به وجود میان. با اینکه غیرشایع هستن، ولی وقتی این ضایعات رشد می‌کنن و خونریزی می‌کنن، می‌تونن باعث علائم عصبی ناتوان‌کننده‌ای بشن.

شایع‌ترین درمان برای CCM، برداشتن جراحی ضایعات مغزه؛ با این حال، بعضی از CCM ها تو نواحی‌ای از مغز قرار دارن که دسترسی بهشون سخته و خطر عوارض جانبی رو ایجاد می‌کونه. پرتودرمانی یه گزینه درمانی دیگه است، ولی اون هم می‌تونه منجر به عوارض جانبی جدی بشه.

ما فهمیدیم که استفاده از اولتراسوند متمرکز برای باز کردن سد خونی-مغزی می‌تونه رسوندن دارو به CCM ها رو بهتر کنه. علاوه بر این، ما همچنین مشاهده کردیم که خودِ درمان با اولتراسوند متمرکز می‌تونه جلوی رشد CCM ها رو تو موش‌ها بگیره، حتی بدون تجویز دارو.

با اینکه ما هنوز نمی‌دونیم اولتراسوند متمرکز چطور داره CCM ها رو تثبیت می‌کونه، ولی تحقیقات فراوان در مورد ایمنی استفاده از این تکنیک تو بیمارانی که برای مشکلات دیگه درمان شدن، به جراحان مغز و اعصاب اجازه داده تا شروع به طراحی آزمایش‌های بالینی برای تست کردن این تکنیک روی آدمای مبتلا به CCM کنن.

با تحقیقات و پیشرفت‌های بیشتر، من امیدوارم که اولتراسوند متمرکز بتونه به یه گزینه درمانی قابل اتکا برای خیلی از بیماری‌های نادر ویرانگر تبدیل بشه.

لینک منبع