Infrangere la barriera degli ultrasuoni

Dagli archivi del medico

Quando David Shorr aveva 56 anni, l'allora consulente ipotecario di Columbus, OH, notò alcuni cambiamenti nella memoria e nel pensiero. Tre anni dopo, cerca le parole per descrivere l'accaduto.

"Non è stato improvviso, ma col tempo ho capito che nella mia mente c'era qualcosa di diverso. Non ero in grado di gestire alcune delle cose che facevo prima", dice Shorr, parlando lentamente e con attenzione. "Mi sono accorto che la gente vedeva quello che mi succedeva. E così è arrivato il momento di fare i conti. Mi è stato diagnosticato l'Alzheimer".

Shorr e sua moglie, Kim, si sono recati al Wexner Medical Center dell'Ohio State University per essere curati. Le persone affette dal morbo di Alzheimer ricevono farmaci per alleviare alcuni sintomi, ma non esiste un trattamento comprovato che possa curare la malattia o rallentarne il decorso. "Ci hanno chiesto fin dall'inizio se eravamo interessati agli studi clinici", dice Kim. Quest'anno hanno trovato un riscontro. Ma il trattamento, dice Kim, sembrava intenso.

I ricercatori avrebbero rasato la testa di Shorr e poi avrebbero usato gli ultrasuoni per cercare di aprire la barriera emato-encefalica, uno scudo sotto il cranio fatto di vasi sanguigni che protegge il cervello da eventuali germi o altre minacce che possono circolare nel flusso sanguigno. La barriera emato-encefalica mantiene per lo più il cervello in salute tenendo lontane le infezioni. Ma quando una malattia come l'Alzheimer è presente nel cervello, questa barriera può impedire l'ingresso di farmaci utili.

Nuovi usi degli ultrasuoni

Gli ultrasuoni per aprire la barriera emato-encefalica nella malattia di Alzheimer sono l'ultima novità nel campo in crescita degli ultrasuoni focalizzati. La maggior parte delle persone pensa agli ultrasuoni come a un modo per scattare immagini sfocate in bianco e nero di un feto nell'utero. Ma con gli ultrasuoni focalizzati, i medici usano le onde sonore per trattare attivamente una patologia piuttosto che per produrre passivamente immagini della stessa. È già un trattamento approvato dalla FDA per il tremore essenziale ed è un trattamento approvato per il morbo di Parkinson al di fuori degli Stati Uniti. Anche questo è in fase di revisione.

La tecnica si sta diffondendo anche nella ricerca sul cancro al seno, sul diabete e sulle persone affette da tumori cerebrali, dal morbo di Lou Gehrig (chiamato anche sclerosi laterale amiotrofica, o SLA) e da malattie mentali, come la depressione grave.

"Poiché gli ultrasuoni focalizzati hanno una combinazione così potente di caratteristiche - è uno strumento del tutto unico e minimamente invasivo che può innescare una varietà di risposte nel corpo - hanno un enorme potenziale per il trattamento di una serie di problemi medici", afferma Richard Price, PhD, direttore della ricerca presso il Centro per gli ultrasuoni focalizzati dell'Università della Virginia. "Probabilmente ci sono molte applicazioni per gli ultrasuoni focalizzati che non abbiamo ancora iniziato a contemplare".

Kim Shorr dice di sperare che l'ecografia possa giovare a suo marito: "Se lo aiutasse, sarebbe fantastico. E se non lo facesse, almeno potrebbe aiutare qualcuno un giorno. Se può aiutare qualcuno, ci farebbe piacere".

Nello studio clinico a cui Shorr ha partecipato quest'anno, i ricercatori volevano verificare alcune cose: Primo, se fosse possibile aprire la barriera emato-encefalica. In secondo luogo, che ciò non avrebbe danneggiato la persona. E infine, scoprire se la barriera si sarebbe richiusa in seguito. Il rischio principale dell'apertura della barriera emato-encefalica è che rimanga aperta e metta i pazienti a rischio di infezioni che potrebbero minacciare la loro vita. Negli studi clinici di fase I come questo, l'obiettivo è solo quello di verificare se un trattamento è sicuro. Non ci si aspetta che curi una persona o che migliori la sua situazione.

Shorr si è sottoposto a tre sessioni di ultrasuoni e la sua barriera emato-encefalica si è chiusa da sola dopo poche ore. Lo stesso è avvenuto per i pazienti del Sunnybrook Health Sciences Center di Toronto, dove i ricercatori sono stati i primi al mondo ad aprire la barriera emato-encefalica in una persona affetta da Alzheimer.

Se la procedura sarà ritenuta sicura, i ricercatori passeranno alla fase successiva: scoprire se è possibile somministrare farmaci direttamente al cervello una volta aperta la barriera emato-encefalica e vedere se questo aiuta a trattare la malattia. Il trattamento potrebbe apportare alcuni benefici positivi da solo, senza l'aggiunta di farmaci. "È possibile che la sola apertura della barriera emato-encefalica permetta al sistema immunitario dell'organismo di entrare nel cervello e di eliminare parte dell'amiloide (la placca che si accumula nel cervello colpito dall'Alzheimer)", afferma Nir Lipsman, MD, PhD, scienziato del Sunnybrook Health Sciences Center.

I primi esperimenti condotti al Sunnybrook hanno dimostrato che la sola tecnica a ultrasuoni ha ridotto nei topi la placca cerebrale, ovvero i depositi che si accumulano nel cervello e che si ritiene causino problemi di memoria. I ricercatori del Sunnybrook, dell'Ohio State e di altri ospedali stanno ora verificando se la stessa cosa sarà vera nelle persone.

Come stabilizzare una mano tremolante

Le mani di Rich Powley iniziarono a tremare all'età di 57 anni. Il medico gli disse che era affetto da tremore essenziale, un disturbo neurologico che può colpire qualsiasi parte del corpo, ma spesso colpisce le mani, soprattutto la mano dominante. Tende a manifestarsi in età avanzata e può peggiorare nel tempo. "Se una persona affetta da questo disturbo vuole afferrare qualcosa, come una tazza di caffè, man mano che intensifica la sua attenzione per afferrare quell'oggetto, il tremore peggiora sempre di più", spiega Price.

Il medico di Powley gli ha dato dei farmaci per il tremore, ma gli effetti collaterali - incubi, estrema sonnolenza, perdita di peso e sensazione di freddo - erano peggiori del tremore, dice. Nel corso di 26 anni di tremore, all'età di 83 anni Powley non riusciva più a creare dipinti a olio come prima. Doveva tenere il pennello con entrambe le mani. Ha dovuto rinunciare all'uso di asce, seghe e utensili elettrici sul tratto di 2 miglia di Appalachian Trail che mantiene vicino alla sua casa di Free Union, VA. Non poteva radersi o mettere lo zucchero nel caffè. Quando mangiava indossava un bavaglino. "Ho cercato di non deprimermi", racconta. "Ho cercato di cambiare il mio modo di fare le cose. Ma dovevo fare affidamento su mia moglie per molte cose".

Quest'anno, il medico di Powley dell'University of Virginia Health System gli ha chiesto se volesse provare gli ultrasuoni focalizzati per il tremore di una mano. In questa procedura, i medici utilizzano la risonanza magnetica per individuare le cellule nervose del cervello che causano il tremore. Quindi, dotano il paziente di un casco personalizzato che diffonde onde di ultrasuoni nel punto esatto che causa il problema. Gli ultrasuoni riscaldano la piccola porzione di tessuto cerebrale colpevole e la distruggono. "In sostanza, si taglia il circuito difettoso e si ripristina la capacità del paziente di usare molto meglio la mano", spiega Price.

Prima che i neurochirurghi iniziassero il trattamento su Powley, egli dovette scrivere il suo nome e disegnare una spirale su carta. "Mentre ero nella macchina [per la risonanza magnetica]", racconta, "ogni tanto mi facevano uscire e mi davano il foglio di carta e la matita, e io provavo a girare di nuovo in cerchio. Questo avrebbe detto loro quanto bene stavano facendo".

Per due ore lo hanno fatto entrare e uscire dalla macchina per controllare il loro lavoro, finché alla fine tutti erano soddisfatti. "Mi hanno tirato fuori e ho rifatto il test con carta e matita e sono riuscito a scrivere di nuovo", racconta Powley, che ora è tornato a dipingere. "Posso fare colazione con un cucchiaio, senza bavaglino. È proprio come una colazione normale, e sono così felice".

L'intervento ha eliminato il tremore della mano destra di Powley, ma potrebbe non avere lo stesso effetto su tutti. In media, le persone ottengono un miglioramento del 50% circa nell'uso delle mani o dell'area interessata dal tremore. Come ogni altra procedura medica, anche questa comporta dei rischi. Alcuni possibili effetti collaterali includono intorpidimento o formicolio delle dita, mal di testa e instabilità. È inoltre possibile che la procedura renda difficile camminare o faccia perdere il controllo di alcune funzioni corporee, come parlare o prendere in mano gli oggetti.

Emissione di un'infiammazione

Gli ultrasuoni focalizzati possono essere utili in altri luoghi oltre al cervello. I ricercatori dell'Università della Virginia stanno utilizzando questa tecnologia per cercare di scatenare un attacco del sistema immunitario contro il cancro. Le cellule tumorali hanno caratteristiche che consentono loro di ingannare il sistema immunitario, ovvero il sistema di difesa dell'organismo. Il sistema riconosce l'influenza, il raffreddore e altre infezioni come una minaccia e le attacca. Ma il cancro spesso riesce a passare inosservato.

I nuovi farmaci immunoterapici possono aiutare il sistema di difesa naturale dell'organismo a riconoscere il cancro come una minaccia. Questi farmaci stanno funzionando nel melanoma, nel cancro ai polmoni e in altri casi. Ma a volte, ad esempio nel tumore al seno, possono non essere sufficienti a risvegliare il sistema immunitario. Negli esperimenti condotti presso l'Università della Virginia, quando una donna inizia l'immunoterapia per il cancro al seno, riceve anche un trattamento specializzato a ultrasuoni. I medici usano gli ultrasuoni per distruggere alcune cellule cancerose sulla superficie del tumore al seno. L'infiammazione può allertare il sistema immunitario e scatenare un attacco. "L'idea degli ultrasuoni è che lo stress termico induca il sistema immunitario a riconoscere le cellule tumorali e a combatterle", spiega Price.

È troppo presto per dire se la teoria sarà confermata. Le donne che partecipano a questa sperimentazione hanno un tumore molto avanzato e hanno scelto di partecipare allo studio per contribuire alla ricerca che potrebbe aiutare le donne con tumore al seno in futuro. "Finora", dice Price, "vediamo dei cambiamenti davvero entusiasmanti nel comportamento del tumore dopo che è stato colpito dagli ultrasuoni focalizzati".

I ricercatori non credono di aver esaurito tutte le possibilità quando si tratta di ultrasuoni. In altri primi esperimenti - non ancora condotti su persone, ma che finora hanno dato buoni risultati sui topi - gli ingegneri biomedici della General Electric Global Research di Schenectady, NY, sono riusciti ad abbassare la glicemia concentrando le onde degli ultrasuoni sulle cellule nervose del fegato che aiutano a regolare la glicemia. I ricercatori dell'Università del Minnesota hanno ridotto l'infiammazione e reso l'artrite meno grave nei topi puntando gli ultrasuoni vicino alla milza. Se la tecnologia si dimostrerà sicura ed efficace nelle persone, un giorno potrebbe rappresentare un trattamento non invasivo e non farmacologico per patologie come il diabete e l'artrite. "Stiamo usando gli ultrasuoni per provocare un rilascio di [sostanze chimiche] nell'organismo con un effetto simile a quello dei farmaci", spiega Christopher Puleo, PhD, ricercatore della General Electric coinvolto nell'esperimento.

Oggi gli Shorr sono felici di contribuire a gettare le basi per ciò che un giorno potrebbe curare o migliorare notevolmente malattie cerebrali fatali. "Sono molti gli appuntamenti, i test, le analisi del sangue, le risonanze magnetiche e le scansioni PET", dice Kim, "ma pensiamo che ne valga la pena. Si può solo aiutare qualcuno".

Sperimentazioni cliniche, in cifre

Trattamenti all'avanguardia come gli ultrasuoni focalizzati sono possibili solo perché migliaia di volontari, sia malati che malati, si iscrivono agli studi clinici.

• 309,909: Numero di studi clinici attualmente registrati presso i National Institutes of Health.

• 50: numero di stati americani in cui sono in corso sperimentazioni cliniche in questo momento

• 210: Numero di Paesi in cui sono in corso sperimentazioni cliniche in questo momento

• 25,875: Numero di studi clinici in corso che testano una nuova procedura medica, come il trattamento con ultrasuoni focalizzati.

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