Phá vỡ rào cản siêu âm

• Công dụng mới của siêu âm
• Làm cho bàn tay run rẩy vững vàng
• Gửi một ngọn lửa
• Các thử nghiệm lâm sàng, theo số liệu

Khi David Shorr 56 tuổi, lúc đó là chuyên gia tư vấn thế chấp tại Columbus, OH, nhận thấy một số thay đổi trong trí nhớ và suy nghĩ của mình. Ba năm sau, ông tìm kiếm những từ ngữ để mô tả những gì đã xảy ra.

"Nó không đột ngột, nhưng theo thời gian, tôi biết trong tâm trí mình rằng có điều gì đó khác biệt. Tôi không thể quản lý một số thứ mà tôi đã làm trước đây", Shorr nói chậm rãi và cẩn thận. "Tôi thấy rằng mọi người đang nhìn thấy những gì đang xảy ra với tôi. Khi điều đó tiếp diễn, nó đã lên đến đỉnh điểm. Tôi được chẩn đoán mắc bệnh Alzheimer ".

Shorr và vợ ông, Kim, đã đến Trung tâm Y tế Wexner của Đại học bang Ohio để điều trị. Những người mắc bệnh Alzheimer được dùng thuốc để làm giảm một số triệu chứng, nhưng không có phương pháp điều trị nào được chứng minh là có thể chữa khỏi bệnh hoặc làm chậm tiến triển của bệnh. "Họ đã hỏi chúng tôi ngay từ đầu rằng chúng tôi có quan tâm đến các thử nghiệm lâm sàng không ", Kim nói. Năm nay, họ đã tìm thấy một phương pháp phù hợp. Nhưng Kim nói rằng phương pháp điều trị này có vẻ rất mạnh mẽ.

Các nhà nghiên cứu sẽ cạo đầu Shorr và sau đó sử dụng sóng siêu âm để cố gắng mở hàng rào máu não của anh ấy -- đó là một lá chắn bên dưới hộp sọ được tạo thành từ các mạch máu bảo vệ não khỏi bất kỳ vi trùng hoặc các mối đe dọa khác có thể đang lưu thông trong máu. Hàng rào máu não chủ yếu giữ cho não khỏe mạnh bằng cách ngăn ngừa nhiễm trùng. Nhưng khi một căn bệnh như Alzheimer xuất hiện trong não, hàng rào đó có thể ngăn không cho thuốc hữu ích đi vào.

Công dụng mới của siêu âm

Siêu âm để mở hàng rào máu não trong bệnh Alzheimer là phương pháp mới nhất trong lĩnh vực siêu âm hội tụ đang phát triển. Hầu hết mọi người nghĩ rằng siêu âm là cách chụp ảnh đen trắng mờ của thai nhi trong bụng mẹ. Nhưng với siêu âm hội tụ, bác sĩ sử dụng sóng âm để điều trị tích cực một tình trạng bệnh thay vì thụ động tạo ra hình ảnh của tình trạng bệnh. Đây đã là phương pháp điều trị được FDA chấp thuận cho chứng run vô căn và là phương pháp điều trị được chấp thuận cho bệnh Parkinson bên ngoài Hoa Kỳ. Phương pháp này cũng đang được xem xét ở đây.

Kỹ thuật này cũng đang tạo nên làn sóng mới trong nghiên cứu về ung thư vú , bệnh tiểu đường và những người mắc khối u não , bệnh Lou Gehrig (còn gọi là bệnh xơ cứng teo cơ một bên, hay ALS) và các bệnh tâm thần, chẳng hạn như bệnh trầm cảm nặng .

"Vì siêu âm hội tụ có sự kết hợp mạnh mẽ của các tính năng -- đó là một công cụ hoàn toàn độc đáo và ít xâm lấn có thể kích hoạt nhiều phản ứng khác nhau trong cơ thể -- nên nó có tiềm năng to lớn trong việc điều trị nhiều vấn đề y tế", Richard Price, Tiến sĩ, giám đốc nghiên cứu tại Trung tâm siêu âm hội tụ của Đại học Virginia cho biết. "Có lẽ có nhiều ứng dụng cho siêu âm hội tụ mà chúng ta thậm chí còn chưa bắt đầu nghĩ đến".

Kim Shorr cho biết bà hy vọng siêu âm có thể giúp ích cho chồng bà: "Nếu nó giúp ích cho anh ấy thì thật tuyệt. Còn nếu không thì ít nhất nó cũng có thể giúp ích cho ai đó vào một ngày nào đó. Nếu nó có thể giúp ích cho bất kỳ ai thì chúng tôi sẽ rất vui".

Trong thử nghiệm lâm sàng mà Shorr tham gia năm nay, các nhà nghiên cứu muốn kiểm tra một vài điều: Đầu tiên, liệu có thể mở hàng rào máu não hay không. Thứ hai, liệu việc làm như vậy có gây hại cho người đó không. Và cuối cùng, để tìm hiểu xem hàng rào này có đóng lại sau đó không. Rủi ro lớn nhất khi mở hàng rào máu não là nó sẽ vẫn mở và khiến bệnh nhân có nguy cơ nhiễm trùng có thể đe dọa đến tính mạng của họ. Trong các thử nghiệm lâm sàng giai đoạn I như thế này, mục tiêu chỉ là xem liệu phương pháp điều trị có an toàn hay không. Không mong đợi phương pháp này sẽ chữa khỏi bệnh cho một người hoặc cải thiện tình trạng của họ.

Shorr hiện đã trải qua ba lần siêu âm và hàng rào máu não của ông đã tự đóng lại sau vài giờ sau mỗi lần. Điều tương tự cũng xảy ra với các bệnh nhân tại Trung tâm Khoa học Sức khỏe Sunnybrook ở Toronto, nơi các nhà nghiên cứu là những người đầu tiên trên thế giới mở hàng rào máu não ở một người mắc bệnh Alzheimer.

Nếu quy trình này được coi là an toàn, các nhà nghiên cứu sẽ chuyển sang giai đoạn tiếp theo -- để tìm hiểu xem họ có thể đưa thuốc trực tiếp vào não sau khi hàng rào máu não mở ra hay không và xem liệu điều đó có giúp điều trị bệnh hay không. Phương pháp điều trị có thể tự nó mang lại một số lợi ích tích cực, mà không cần thêm thuốc vào. "Có thể chỉ cần mở hàng rào máu não tự nó có thể cho phép hệ thống miễn dịch của cơ thể đi vào não và loại bỏ một số mảng bám amyloid [mảng bám tích tụ trong não bị ảnh hưởng bởi bệnh Alzheimer]", Nir Lipsman, MD, PhD, một nhà khoa học tại Trung tâm Khoa học Sức khỏe Sunnybrook cho biết.

Các thí nghiệm ban đầu tại Sunnybrook phát hiện ra rằng chỉ riêng kỹ thuật siêu âm đã cắt được mảng bám não -- các chất lắng đọng tích tụ trong não được cho là gây ra các vấn đề về trí nhớ -- ở chuột. Các nhà nghiên cứu tại Sunnybrook, Ohio State và các bệnh viện khác hiện đang xem liệu điều tương tự có đúng ở người hay không.

Làm cho bàn tay run rẩy vững vàng

Tay của Rich Powley bắt đầu run khi ông 57 tuổi. Bác sĩ nói với ông rằng ông bị run vô căn, một rối loạn thần kinh có thể ảnh hưởng đến bất kỳ bộ phận nào của cơ thể nhưng thường ảnh hưởng đến tay, đặc biệt là tay thuận . Nó có xu hướng xuất hiện ở tuổi già và có thể trở nên tồi tệ hơn theo thời gian. "Nếu một người mắc chứng bệnh này muốn cầm một thứ gì đó, chẳng hạn như một tách cà phê , khi họ tập trung cao độ vào việc cầm nắm vật đó, cơn run sẽ ngày càng tệ hơn", Price nói.

Bác sĩ của Powley đã kê cho ông thuốc điều trị chứng run, nhưng các tác dụng phụ -- ác mộng , buồn ngủ cực độ, sụt cân và luôn cảm thấy lạnh -- còn tệ hơn chứng run, ông nói. Trong suốt 26 năm bị run, đến khi Powley 83 tuổi, ông không còn có thể vẽ tranh sơn dầu theo cách ông từng làm nữa. Ông phải cầm cọ bằng cả hai tay. Ông phải từ bỏ việc sử dụng rìu, cưa và dụng cụ điện trên đoạn đường dài 2 dặm của Đường mòn Appalachian mà ông bảo dưỡng gần nhà mình ở Free Union, VA. Ông không thể cạo râu hoặc cho đường vào cà phê . Ông đeo yếm khi ăn. "Tôi đã cố gắng không bị trầm cảm", ông nói. "Tôi đã cố gắng thay đổi cách làm việc của mình. Nhưng tôi phải dựa vào vợ mình trong rất nhiều việc".

Năm nay, bác sĩ của Powley tại Hệ thống Y tế Đại học Virginia đã hỏi anh ấy liệu anh ấy có muốn thử siêu âm tập trung để điều trị chứng run ở một trong hai bàn tay của mình không. Trong quy trình này, các bác sĩ sử dụng MRI để tìm các tế bào thần kinh trong não gây ra chứng run. Sau đó, họ đội cho bệnh nhân một chiếc mũ bảo hiểm tùy chỉnh có thể truyền sóng siêu âm đến đúng vị trí gây ra vấn đề. Sóng siêu âm làm nóng phần nhỏ mô não thủ phạm và phá hủy nó. "Về cơ bản, bạn cắt mạch điện bị hỏng và khôi phục khả năng sử dụng bàn tay của bệnh nhân tốt hơn nhiều", Price nói.

Trước khi các bác sĩ phẫu thuật thần kinh bắt đầu điều trị cho Powley, anh ấy phải viết tên mình và vẽ một đường xoắn ốc trên giấy. "Trong khi tôi ở trong máy [MRI]", anh ấy nói, "thỉnh thoảng họ sẽ lăn tôi ra và đưa cho tôi tờ giấy và bút chì, và tôi sẽ cố gắng đi vòng tròn một lần nữa. Điều đó sẽ cho họ biết họ đang làm tốt như thế nào".

Trong 2 giờ, họ lăn anh ấy vào và ra khỏi máy để kiểm tra tác phẩm của họ cho đến khi cuối cùng mọi người đều hài lòng. "Họ kéo tôi ra, và tôi lại làm bài kiểm tra bằng bút chì và giấy, và tôi có thể viết lại", Powley, người hiện đã quay lại với hội họa, cho biết. "Tôi có thể ăn sáng bằng thìa, không cần yếm. Nó giống như một bữa sáng bình thường, và tôi rất vui".

Mặc dù thủ thuật này đã loại bỏ chứng run ở tay phải của Powley, nhưng nó có thể không có cùng hiệu quả đối với tất cả mọi người. Trung bình, mọi người cải thiện khoảng 50% khả năng sử dụng tay hoặc vùng bị run. Và giống như bất kỳ thủ thuật y khoa nào khác, thủ thuật này cũng đi kèm với rủi ro. Một số tác dụng phụ có thể xảy ra bao gồm tê hoặc ngứa ran ở ngón tay, đau đầu và mất thăng bằng. Và có khả năng thủ thuật này có thể khiến người bệnh khó đi lại hoặc mất kiểm soát một số chức năng của cơ thể, chẳng hạn như nói hoặc nhặt đồ vật.

Gửi một ngọn lửa

Sóng siêu âm tập trung có thể hữu ích ở những nơi ngoài não. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Virginia đang sử dụng công nghệ này để cố gắng kích hoạt một cuộc tấn công của hệ thống miễn dịch chống lại ung thư . Các tế bào ung thư có những đặc điểm cho phép chúng đánh lừa hệ thống miễn dịch -- hệ thống phòng thủ tích hợp của cơ thể. Hệ thống này nhận ra bệnh cúm , cảm lạnh và các bệnh nhiễm trùng khác là mối đe dọa và tấn công chúng. Nhưng ung thư thường tìm cách lẻn qua.

Các loại thuốc miễn dịch trị liệu mới có thể giúp hệ thống phòng thủ tự nhiên của cơ thể nhận ra ung thư là mối đe dọa. Những loại thuốc này đang có tác dụng trong bệnh u hắc tố , ung thư phổi và các loại khác. Nhưng đôi khi, ví dụ như trong ung thư vú , chúng có thể không đủ để đánh thức hệ thống miễn dịch. Trong các thí nghiệm tại Đại học Virginia, khi một phụ nữ bắt đầu liệu pháp miễn dịch cho bệnh ung thư vú, cô ấy cũng được điều trị siêu âm chuyên biệt. Các bác sĩ sử dụng sóng siêu âm để tiêu diệt một số tế bào ung thư trên bề mặt khối u vú . Tình trạng viêm có thể cảnh báo hệ thống miễn dịch và kích hoạt một cuộc tấn công. Price cho biết: "Ý tưởng của siêu âm là căng thẳng nhiệt sẽ khiến hệ thống miễn dịch nhận ra các tế bào ung thư và chống lại chúng".

Còn quá sớm để nói liệu lý thuyết này có thành công hay không. Những phụ nữ trong thử nghiệm này bị ung thư rất nặng và chọn tham gia nghiên cứu để đóng góp vào nghiên cứu có thể giúp những phụ nữ bị ung thư vú trong tương lai. "Cho đến nay", Price nói, "chúng tôi thấy một số thay đổi thực sự thú vị về cách khối u hoạt động sau khi bị siêu âm tập trung".

Các nhà nghiên cứu không tin rằng họ đã khai thác hết mọi khả năng khi nói đến siêu âm. Trong các thí nghiệm ban đầu khác -- chưa thực hiện trên người nhưng cho đến nay đã cho thấy kết quả tốt ở chuột -- các kỹ sư y sinh tại General Electric Global Research ở Schenectady, NY, đã tìm cách hạ lượng đường trong máu bằng cách tập trung sóng siêu âm vào các tế bào thần kinh trong gan giúp điều chỉnh lượng đường trong máu. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Minnesota đã giảm viêm và làm cho bệnh viêm khớp bớt nghiêm trọng hơn ở chuột bằng cách nhắm mục tiêu siêu âm gần lá lách . Công nghệ này, nếu được chứng minh là an toàn và hiệu quả ở người, một ngày nào đó có thể trở thành phương pháp điều trị không xâm lấn, không dùng thuốc cho các tình trạng như tiểu đường và viêm khớp. "Chúng tôi đang sử dụng siêu âm để khiến cơ thể giải phóng [các chất hóa học] có tác dụng giống như thuốc", Christopher Puleo, Tiến sĩ, một nhà nghiên cứu tại General Electric tham gia vào thí nghiệm cho biết.

Ngày nay, gia đình Shorr rất vui khi được giúp đặt nền móng cho những gì có thể chữa khỏi hoặc cải thiện đáng kể các bệnh não gây tử vong một ngày nào đó . "Cần phải có rất nhiều cuộc hẹn, xét nghiệm, xét nghiệm máu, chụp MRI và chụp PET", Kim nói, "nhưng chúng tôi nghĩ rằng mọi thứ đều xứng đáng. Bạn chỉ giúp được ai đó thôi".

Các thử nghiệm lâm sàng, theo số liệu

Các phương pháp điều trị tiên tiến như siêu âm hội tụ chỉ có thể thực hiện được nhờ có hàng ngàn tình nguyện viên - cả người khỏe mạnh và người bệnh - tham gia thử nghiệm lâm sàng.

• 309.909: Số lượng thử nghiệm lâm sàng hiện đang được đăng ký với Viện Y tế Quốc gia
• 50: Số lượng tiểu bang của Hoa Kỳ đang tiến hành thử nghiệm lâm sàng ngay lúc này
• 210: Số lượng quốc gia đang tiến hành thử nghiệm lâm sàng ngay lúc này
• 25.875: Số lượng thử nghiệm lâm sàng hiện tại kiểm tra một quy trình y tế mới -- chẳng hạn như phương pháp điều trị bằng siêu âm tập trung

NGUỒN:

David Shorr, người tham gia thử nghiệm lâm sàng, Columbus, OH.

Kim Shorr, vợ của David Shorr, Columbus, OH.

Nir Lipsman, MD, PhD, nhà khoa học, Viện nghiên cứu Sunnybrook, Toronto.

Rich Powley, người được siêu âm để phát hiện chứng run vô căn, Free Union, VA.

Tiến sĩ Richard Price, giám đốc nghiên cứu, Trung tâm siêu âm tập trung của Đại học Virginia, Charlottesville.

Christopher Puleo, Tiến sĩ, kỹ sư y sinh hàng đầu, Trung tâm nghiên cứu toàn cầu General Electric, Schenectady, NY.

Tạp chí của Hiệp hội phẫu thuật thần kinh Hàn Quốc : “Siêu âm hội tụ dưới sự hướng dẫn của cộng hưởng từ: Tình hình hiện tại và triển vọng tương lai trong phương pháp phá hủy nhiệt và mở hàng rào máu não”.

Thông cáo báo chí, FDA.

Thông cáo báo chí, Đại học Virginia.

Nature Communications : “Kích thích siêu âm không xâm lấn vào các cơ quan phụ để điều biến thần kinh có mục tiêu.”

Tổ chức siêu âm tập trung: “Bệnh Parkinson”.

Trung tâm khoa học sức khỏe Sunnybrook: “Siêu âm tập trung”.