Przełom w leczeniu glejaków. Ultradźwięki pokonają barierę krew-mózg

Jednym z głównych problemów w terapii glejaków jest bariera krew-mózg, która chroni nasze "centrum dowodzenia" przed bakteriami i toksynami, ale jednocześnie blokuje przenikanie wielu leków przeciwnowotworowych. Zespół z UVA Health od kilku lat rozwija więc technologię wykorzystującą skoncentrowane ultradźwięki oraz mikroskopijne mikropęcherzyki, które pod wpływem fal ultradźwiękowych zaczynają drgać, powodując jej krótkotrwałe i kontrolowane otwarcie. Dzięki temu cząsteczki leków mogą dotrzeć bezpośrednio do guza bez konieczności wykonywania zabiegu chirurgicznego.

Aby odpowiedzieć na kluczowe pytanie, opracowaliśmy metodę obrazowania rezonansem magnetycznym, która pozwala mierzyć skuteczność dostarczania leków z niespotykaną dotąd dokładnością. Takiego rozwiązania wcześniej nie łączono z terapią wykorzystującą skoncentrowane ultradźwięki
powiedział prof. Richard J. Price, współkierujący Focused Ultrasound Cancer Immunotherapy Center.

Glejaki okazały się bardzo podatne

Dotychczas nie było jednak jasne, czy zmiany zachodzące w obrębie nowotworu nie utrudniają działania tej technologii. Komórki glejaka modyfikują bowiem strukturę bariery krew-mózg, przez co naukowcy obawiali się, że dostarczanie leków może być mniej skuteczne. Przeprowadzone eksperymenty nie potwierdziły tych obaw - badacze wykazali, że ilość substancji dostarczanych do glejaków była porównywalna z ilością docierającą do zdrowej tkanki mózgowej, a w przypadku niektórych terapii skuteczność może być nawet większa.

To bardzo ekscytujący wynik, ponieważ wskazuje, że skuteczność dostarczania leków z wykorzystaniem skoncentrowanych ultradźwięków nie powinna się zmniejszać w obrębie guzów mózgu. W przypadku niektórych terapii może być wręcz wyższa
podkreślił Price.

Nie każda cząsteczka działa równie dobrze

Badania przeprowadzono na zdrowych myszach oraz zwierzętach z wszczepionym glejakiem GL261. Naukowcy wykorzystali rezonans magnetyczny oraz nanocząstki o różnych rozmiarach, aby sprawdzić, które z nich najłatwiej przenikają przez czasowo otwartą barierę krew-mózg. Wyniki pokazały, że skuteczność transportu zależy od wielkości cząsteczek, i tak najlepiej sprawdziły się cząsteczki średniej wielkości.

Nanocząstki o średnicy 15 nanometrów były dostarczane do zdrowej tkanki mózgowej około 2,6 razy skuteczniej niż najmniejsze cząsteczki wykorzystane w badaniu. Z kolei największe, o średnicy 45 nanometrów, przenikały już wyraźnie mniej efektywnie. Jednocześnie zastosowanie skoncentrowanych ultradźwięków znacząco zwiększało ilość substancji trafiających do glejaków. W zależności od rodzaju cząsteczek wzrost skuteczności dostarczania wynosił od 1,9 do nawet 3,6 razy.

Zdaniem autorów badania nowa metoda może w przyszłości znaleźć zastosowanie nie tylko w dostarczaniu klasycznych leków przeciwnowotworowych, ale również terapii genowych i innych nowoczesnych metod leczenia, których skuteczność dotychczas ograniczała bariera krew-mózg. I choć wyniki wymagają jeszcze potwierdzenia w kolejnych badaniach, naukowcy podkreślają, że są ważnym krokiem w kierunku opracowania skuteczniejszych terapii dla pacjentów z najgroźniejszymi nowotworami mózgu.