Канадські дослідники порушили цілісність гематоенцефалічного бар'єра пацієнтів, щоб доставити до мозкових пухлин протираковий препарат. Вплив ультразвуковими хвилями на судини мозку дозволив збільшити їхню проникність, що посприяло проникненню лікарського засобу до тканин мозку. Результати невеликого дослідження, проведеного на чотирьох хворих, опублікували в журналі Science Translational Medicine.
Зміна проникності гематоенцефалічного бар'єра та захоплення трастузумабу в пацієнта у процесі лікування. А — пухлина позначена стрілкою, В — зміна проникності гематоенцефалічного бар'єра у процесі впливу ультразвуку, С — відновлення проникності гематоенцефалічного бар'єра через день після процедури, D — захоплення трастузумабу пухлиною через до та через 4 години після процедури, E — захоплення трастузумабу пухлиною до та через 48 годин після процедури. Meng et al / Science Translational Medicine, 2021
Навіщо пошкоджувати гематоенцефалічний бар'єр?
Мозок є центром керування більшістю процесів в організмі, тому він чи не найбільше потребує захисту. Від проникнення до нього токсичних речовин та бактерій захищає гематоенцефалічний бар'єр. Це розмежувальна структура, що складається переважно з кровоносних судин, у стінках яких клітини формують міцніші зв'язки ніж деінде. Завдяки цьому вони мають низьку проникність, запобігаючи потраплянню небажаних речовин та клітин з крові до мозкової тканини. Але якщо в нормі гематоенцефалічний бар'єр відіграє надважливу роль у підтриманні здоров'я, то при деяких захворюваннях, навпаки, перешкоджає виздоровленню. Наприклад, у випадку пухлин мозку, до яких іноді неможливо доставити ліки в достатній кількості неінвазивним шляхом.
Деякі дослідження показували, що потенційним рішенням може бути використання фокусованого ультразвуку. У дослідах на тваринах його націлення на судини посприяло проникненню імунотерапевтичних препаратів у міжтканинний простір мозку та пухлин. І хоча терапевтичний підхід показав себе безпечним, поки що на людях його не випробовували. Вчені Торонтського університету вирішили зробити це першими, щоб наблизити медицину до успішнішого лікування мозкових пухлин у людей.
Як випробовували технологію ультразвуку проти пухлин і на кому?
У дослідженні взяли участь четверо жінок із раком молочної залози. У всіх пацієнток хвороба дійшла до такої стадії, коли метастази утворили пухлини в мозку. Науковці спробували за допомогою ультразвуку посприяти проникненню в мозкові тканини жінок протиракового препарату трастузумабу, що є моноклональними антитілами. Його вводили системно шляхом внутрішньовенних ін'єкцій у стандартному режимі дозування. Щоб могти оцінити, чи справді препарат потрапив до пухлин, вчені позначили його слабкою радіоактивною сполукою, яка добре помітна в тканинах під час томографії. Захоплення тканинами препарату оцінювали до початку курсу ультразвукової терапії та після неї.
Експериментальне лікування складалося із двох дій: у кров пацієнток вводили мікроскопічні бульбашки контрастного препарату і водночас на судини їхнього мозку впливали сфокусованими ультразвуковими хвилями. У результаті цього бульбашки вібрують, чим сприяють розширенню проміжків між клітинами судин. Через ці розширення відносно великі молекули лікарського засобу можуть потрапити до мозкової тканини, зокрема пухлин. Усього ультразвукову терапію повторили шість разів із тритижневими інтервалами між ними.
Які результати використання ультразвуку проти пухлин мозку?
Процедури лікування добре переносилися пацієнтками, у них не виникло жодних серйозних побічних ефектів. Магнітно-резонансна томографія показала, що трастузумаб дійсно краще проникає в мозкові пухлини після впливу ультразвуку — у середньому на 101 відсоток. Що важливо, розширені проміжки в судинах гематоенцефалічного бар'єра закривалися протягом 24 годин після терапевтичних процедур. Щодо ефективності, то після курсу лікування з допомогою ультразвуку у середньому в пацієнток розміри пухлин зменшилися на 19 відсотків.
Надалі вчені планують провести масштабніші дослідження, оскільки на основі випробувань на чотирьох пацієнтах неможливо визначити ефективність терапевтичного підходу, хоча можна зробити початкові висновки про його безпечність для наступних вивчень. Автори сподіваються, що з допомогою ультразвуку можна буде доставляти до мозку не тільки протиракові засоби, а й ліки проти неврологічних захворювань, як-от хвороби Альцгеймера та бічного аміотрофічного склерозу.
Раніше ми писали, що ультразвуковий вплив успішно використали в мишей для посилення імунотерапії в комбінації з модифікацією імунних клітин.