A pesar de los muchos descubrimientos en neurociencia básica, el número de tratamientos emergentes para trastornos neurodesarrollo y neurodegenerativos sigue siendo relativamente limitado1,2. Una comprensión más profunda de los genes, moléculas y circuitos celulares involucrados en trastornos neurológicos ha sugerido tratamientos prometedores irrealizables en los seres humanos con técnicas actuales3. Los tratamientos eficaces a menudo están limitados por la necesidad de ser penetrables en el cerebro y específicos del sitio4,5,6,7,8. Sin embargo, los métodos existentes de administración localizada de fármacos en regiones cerebrales específicas (por ejemplo, la administración mediante inyección o cánula) son invasivos y requieren una abertura que se debe hacer en el cráneo9. La invasión de esta cirugía impide el uso rutinario del parto localizado en el cerebro humano. Además, el daño tisular y las respuestas inflamatorias resultantes son confundaciones omnipresentes para estudios básicos y preclínicos que se basan en la inyección intracerebral10. La capacidad de entregar agentes no invasivas a través de la barrera hematoencefálica (BBB) y dirigirse a regiones cerebrales específicas podría tener un tremendo impacto en los tratamientos para trastornos neurológicos, al mismo tiempo que proporciona una poderosa herramienta de investigación para la investigación preclínica.
Un método de transporte dirigido a través del BBB con daño mínimo en el tejido es el ultrasonido centrado transcraneal (FUS) junto con microburbujas para abrir focal y transitoriamente el BBB11,12,13,14,15,16. Fus BBB apertura ha ganado atención reciente para el tratamiento de trastornos neurodegenerativos, accidente cerebrovascular y glioma mediante la localización de terapias para dirigirse a regiones cerebrales como factores neurotróficos17,18,19,terapias génicas20,21,22,anticuerpos23,neurotransmisores24,y nanopartículas25,26,27,28,29. Con su amplia gama de aplicaciones y su naturaleza no invasiva30,31,la apertura FUS BBB es una alternativa ideal a las inyecciones intracraneales estereotáxicas rutinarias. Además, debido a su uso actual en humanos30,32,investigaciones preclínicas utilizando esta técnica pueden considerarse altamente traslacionales. Sin embargo, la apertura de FUS BBB aún no ha sido una técnica ampliamente establecida en ciencia básica e investigación preclínica debido a la falta de accesibilidad. Por lo tanto, proporcionamos un protocolo detallado para un enfoque de sobremesa para la apertura de FUS BBB como punto de partida para los laboratorios interesados en establecer esta técnica.
Estos estudios se llevaron a cabo con un transductor de ultrasonido específico FUS de respaldo de aire de alta potencia o un transductor de inmersión ultrasónico enfocado en amortiguación de baja potencia. Los transductores fueron impulsados por un amplificador de potencia de RF diseñado para cargas reactivas y un generador de funciones de sobremesa estándar. Los detalles de estos artículos se pueden encontrar en la Tabla de materiales.