Ультразвук против рака мозга: ученые нашли способ доставлять лекарства прямо к опухоли
Фото: pixabay
Ученые разработали экспериментальный метод доставки противоопухолевых молекул непосредственно в мозг с помощью сфокусированного ультразвука. В опытах на мышах технология помогла уменьшить рост глиобластомы и увеличить продолжительность жизни животных, было опубликовано в Journal of Clinical Investigation.
Как работает новая технология
Исследование провели ученые Медицинской школы Университета Вирджинии (США) совместно с коллегами из других научных центров.
Команда под руководством Роджера Абунадера (Roger Abounader) сосредоточилась на одной из главных проблем лечения опухолей головного мозга – гематоэнцефалическом барьере. Это естественная защитная система, которая отделяет кровоток от тканей мозга и препятствует проникновению многих веществ, в том числе лекарственных препаратов.
Чтобы преодолеть это препятствие, исследователи объединили три технологии: сфокусированный ультразвук, микропузырьки и специальные наночастицы, способные проникать в мозговую ткань.
Сначала в кровоток вводили микропузырьки и наночастицы, содержащие генетические инструкции для производства определенных микроРНК. Затем с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) направляли ультразвуковые волны на область опухоли.
"Под воздействием ультразвука микропузырьки начинают колебаться. Это позволяет временно и локально повысить проницаемость гематоэнцефалического барьера. Благодаря этому наночастицы могут проникать через защитный барьер и доставлять генетический материал непосредственно к опухолевым клеткам", – говорится в публикации.
Таким образом, ультразвук в этой технологии не уничтожает опухоль сам по себе, а помогает доставить к ней экспериментальное противоопухолевое средство.
Какие результаты получили ученые
В центре внимания исследователей оказались микроРНК – небольшие молекулы, регулирующие активность генов. Их особенность заключается в способности воздействовать сразу на несколько генов, связанных с развитием и распространением рака.
Ученые выделили три молекулы: miR-340 и miR-382, обладающие противоопухолевыми свойствами, а также miR-17, которая, напротив, может способствовать развитию опухоли.
В лабораторных экспериментах исследователи установили, что miR-340 и miR-382 способны подавлять активность нескольких генов, участвующих в росте и распространении глиобластомы.
Затем эффективность разработанного метода проверили на мышах с экспериментально сформированными опухолями мозга. В первой модели использовали клетки глиобластомы U87, во второй – опухолевые стволовые клетки, полученные от пациента.
В обеих моделях доставка miR-340 и miR-382 с помощью сфокусированного ультразвука и наночастиц привела к уменьшению опухолевой нагрузки. Кроме того, у животных, получавших экспериментальное лечение, продолжительность жизни оказалась выше, чем в контрольных группах.
Важным наблюдением стало то, что введение наночастиц без применения ультразвука не обеспечивало сопоставимого противоопухолевого эффекта. Это подтвердило значение технологии для доставки генетического материала через гематоэнцефалический барьер.
Почему это важно для лечения глиобластомы
Глиобластома относится к наиболее агрессивным первичным злокачественным опухолям головного мозга. Ее лечение осложняется тем, что опухолевые клетки способны проникать в окружающие здоровые ткани, поэтому полностью удалить новообразование хирургическим путем крайне сложно.
"Стандартная терапия включает максимально возможное хирургическое удаление опухоли, лучевую терапию и химиотерапию. Однако, как отмечают авторы исследования, даже при таком лечении средняя продолжительность жизни пациентов остается ограниченной", – отмечают ученые.
По мнению исследователей, новый подход перспективен сразу по двум причинам. Во-первых, микроРНК способны одновременно воздействовать на несколько молекулярных механизмов, поддерживающих рост опухоли. Во-вторых, сфокусированный ультразвук позволяет доставлять терапевтический материал непосредственно в нужную область мозга.
При этом разработка пока находится на доклинической стадии. Результаты получены в экспериментах на животных, а безопасность и эффективность метода для пациентов с глиобластомой еще предстоит проверить в клинических испытаниях.
Авторы считают, что дальнейшее развитие этой технологии может открыть новые возможности для лечения не только глиобластомы, но и других заболеваний головного мозга.
Ранее ученые заявили, что Землю ждет новая волна геомагнитных возмущений.
