Опухоли мозга сами открывают путь для лекарства: ученые обнаружили неожиданную уязвимость глиом

Исследование показывает, что самые агрессивные опухоли мозга могут оказаться более доступными для терапии, чем считалось раньше, если использовать сочетание сфокусированного ультразвука и микропузырьков.

Почему даже самые современные лекарства часто не достигают опухоли

Многие люди предполагают, что если препарат способен уничтожать опухолевые клетки в лаборатории, то он должен работать и у пациентов. На практике все гораздо сложнее.

Головной мозг защищен особой системой — гематоэнцефалическим барьером. Это своеобразный биологический фильтр, который очень тщательно контролирует, какие вещества могут попасть из крови в мозговую ткань.

Эта защита жизненно необходима для нормальной работы нервной системы. Но именно она становится одной из главных причин того, что многие перспективные противоопухолевые препараты просто не достигают своей цели.

Вот как работает технология с ультразвуком и микропузырьками

Последние годы ученые активно исследуют способ временно и безопасно открыть гематоэнцефалический барьер.

Для этого используются два элемента одновременно. Первый — микроскопические пузырьки газа, которые вводятся в кровоток. Второй — сфокусированный ультразвук, направленный точно в нужный участок мозга.

Когда ультразвук достигает микропузырьков, они начинают быстро колебаться. Эти микроскопические движения временно раздвигают плотные контакты между клетками сосудистой стенки.

Проще говоря, защитный барьер ненадолго становится более проницаемым именно в том месте, куда направлен ультразвук. После этого лекарства получают возможность проникнуть туда, куда обычно попасть не могут.

Именно поэтому технология вызывает большой интерес во всем мире: она позволяет воздействовать локально, не нарушая защиту всего мозга.

Главный страх ученых оказался не таким серьезным

Однако существовала серьезная проблема.

Глиомы — наиболее агрессивные опухоли мозга — сильно изменяют окружающие сосуды. Из-за этого многие специалисты опасались, что их измененный гематоэнцефалический барьер будет вести себя непредсказуемо.

Возникал важный вопрос: если опухоль уже нарушила нормальное строение сосудов, сможет ли технология сфокусированного ультразвука вообще работать?

Ответ заранее был неизвестен.

Именно здесь произошло главное открытие исследования

Исследователи UVA Health использовали современную магнитно-резонансную методику — количественное картирование магнитной восприимчивости (Quantitative Susceptibility Mapping, QSM). Она позволяет оценивать, насколько успешно вещества проникают в ткани после воздействия ультразвука.

Эксперименты проводились на мышиной модели глиомы. Результаты оказались неожиданными.

Авторы обнаружили, что опухолевая ткань не только не препятствовала доставке веществ, но в ряде случаев демонстрировала даже более выраженное проникновение терапевтических соединений, чем здоровая ткань мозга.

Особенно заметной эта особенность была в зависимости от размера опухоли. Именно этот вывод стал ключевым результатом всей работы.

Почему опухоль может сама создавать свою уязвимость

На первый взгляд это выглядит парадоксально.

Глиомы известны своей способностью изменять окружающие ткани, стимулировать образование новых сосудов и перестраивать их структуру.

Но именно эти изменения могут делать сосудистую сеть опухоли менее стабильной.

Когда к такой системе добавляется воздействие сфокусированного ультразвука, доставка препарата может происходить эффективнее.

Исследование не доказывает, что это правило будет работать всегда, однако показывает, что сама опухоль может создавать дополнительные возможности для направленной терапии.

Почему это открытие может изменить разработку новых методов лечения

Большинство новых препаратов против опухолей мозга сталкиваются с одной и той же проблемой: лекарство существует, но доставить его в нужной концентрации чрезвычайно трудно.

Если технология временного открытия гематоэнцефалического барьера действительно позволит надежно увеличивать проникновение препаратов в опухоль, это может существенно расширить возможности уже существующих лекарств.

Другими словами, иногда проблема заключается не столько в отсутствии эффективного препарата, сколько в невозможности доставить его к опухолевым клеткам.

Что пока остается неизвестным

Несмотря на высокий интерес к результатам, исследование имеет важные ограничения.

Работа выполнена на животных моделях, а не у пациентов.

Кроме того, ученые изучали прежде всего особенности доставки веществ, а не влияние метода на продолжительность жизни или излечение опухоли.

Также пока нельзя утверждать, что аналогичный эффект будет одинаковым для всех видов глиом и всех пациентов.

Именно поэтому необходимы дальнейшие исследования и клинические испытания.

Что это означает для пациентов уже сегодня

Новое исследование не означает появления готового метода лечения.

Но оно снимает одно из серьезных научных опасений: агрессивные опухоли мозга, вероятно, не являются непреодолимым препятствием для технологии доставки лекарств с помощью сфокусированного ультразвука.

Для исследователей это важный шаг вперед.

Для пациентов — осторожный повод для оптимизма, поскольку становится понятнее, каким образом можно повысить эффективность будущих противоопухолевых препаратов.