ラットモデルにおける集中超音波を用いた位置特異的血液脳関門開口へのベンチトップアプローチ

基本的な神経科学の多くの発見にもかかわらず、神経発達および神経変性疾患の新たな治療法の数は比較的限られた^1,2のままである。神経疾患に関与する遺伝子、分子および細胞回路のより深い理解は、現在の技術を有するヒトでは実現不可能な有望な治療法を示唆している^3。効果的な治療は、多くの場合、脳浸透性と部位特異的^{な4、5、6、7、8}である必要性によって制限されます。しかしながら、特定の脳領域への局所的な薬物送達の既存の方法(例えば、注射またはカニューレによる送達)は侵襲的であり、頭蓋骨⁹に作られる開口部を必要とする。この手術の侵襲性は、人間の脳への局所的な送達の日常的な使用を防ぎます.さらに、組織損傷および結果として生じる炎症反応は、脳内注射¹⁰に依存する基礎的および前臨床試験のためのユビキタスな交論である。血液脳関門(BBB)を越えて非侵襲的に薬剤を送達し、特定の脳領域に標的化する能力は、神経疾患の治療に大きな影響を与えると同時に、前臨床研究のための強力な治験ツールを提供する可能性がある。

最小限の組織損傷を伴うBBBを介して標的輸送の1つの方法は、経頭蓋集結超音波(FUS)をマイクロバブルと共にBBB^{11、12、12、13、14、15、16}を局所的かつ一時的に開く。FUS BBBの開口は神経栄養因子^{17、18、19、}遺伝子治療20、21、22、抗体^23、神経伝達物質^24、およびナノ粒子25、26、27、28、29などの脳領域を標的とする治療を局所化することによって、神経変性疾患、脳卒中^および神経膠腫の治療に関する最近の注目を集めている。用途の広い範囲とその非侵襲的な性質30、31、FUS BBBの開口部は、日常的な立体的な頭蓋内注射に理想的な代替手段です。さらに、ヒト^30,32における現在の使用により^、この技術を用いた前臨床調査は高度に翻訳的であると考えることができる。しかし、FUS BBBの開設は、アクセシビリティの欠如のために基礎科学と前臨床研究において広く確立された技術ではありません。そのため、この技術の確立に関心のあるラボの出発点として、FUS BBBのオープンに対するベンチトップアプローチの詳細なプロトコルを提供します。

これらの研究は、高出力空気を支持するFUS特異的超音波トランスデューサーまたは低電力減衰集積超音波浸漬トランスデューサーのいずれかで行った。トランスデューサは、反応性負荷用に設計されたRFパワーアンプと標準のベンチトップファンクションジェネレータによって駆動されました。これらの項目の詳細については、 資料一覧を参照してください。