Звуковые волны помогают в лечении опухолей головного мозга

Первое испытание на человеке, опубликованное 13 октября в журнале Science Translational Medicine, демонстрирует доставку иммунотерапевтического препарата к метастатическим опухолям мозга с помощью сфокусированного ультразвука. Направленные низкочастотные звуковые волны временно открыли обычно непроницаемый гематоэнцефалический барьер в местах расположения опухолей у пациенток с раком молочной железы 4-й стадии, обеспечив проникновение лекарства. Последующие анализы показали, что процедура также привела к уменьшению опухоли.

"Это действительно важный шаг вперед в процессе понимания того, насколько ценным будет фокусированный ультразвук как метод доставки лекарств в мозг", - говорит нейробиолог Ричард Данеман из Калифорнийского университета в Сан-Диего, который изучает гематоэнцефалический барьер, но не входил в исследовательскую группу.
"Мозг является проблемным органом для лечения" - объясняет исследователь нейрохирургии Чой-Фонг Чо из Больницы Бригама и Гарвардской медицинской школы, "потому что он имеет встроенный защитный щит в виде гематоэнцефалического барьера - специализированной эндотелиальной выстилки кровеносных сосудов мозга, которая не позволяет крупным молекулам выходить в окружающую нервную ткань. Этот барьер очень эффективен в предотвращении проникновения в мозг патогенов и токсинов, но он также блокирует лекарства. Поэтому, когда речь идет о лечении заболеваний мозга, - говорит она, - это действительно представляет собой серьезную проблему".

Одним из способов решения этой проблемы является введение лекарственных препаратов непосредственно в мозг, но такие инъекции технически сложны и могут потребовать хирургического вмешательства в череп. Поэтому исследователи искали способ временно пермеабилизировать(повышение проницаемости) гематоэнцефалический барьер без необходимости хирургического вмешательства, и более десяти лет назад они обнаружили, что для этого можно использовать звук.

Наполненные газом липидные микропузырьки, первоначально разработанные в качестве контрастного вещества для ультразвуковой визуализации, вводятся в кровоток, и когда ультразвуковые лучи направляются на определенный участок, пузырьки в этой области покачиваются, нарушая стенки сосудов. В исследованиях на животных этот метод, называемый фокусированным ультразвуком, использовался для лечения заболеваний мозга. Но на людях она была проверена только на осуществимость и безопасность, чтобы подтвердить, что пермеабилизация ГЭБ действительно происходит и быстро исчезает.

В последнем исследовании на людях нейрохирург Нир Липсман из Исследовательского института Саннибрук и его коллеги сделали еще один шаг вперед, показав, что сфокусированный ультразвук позволяет лекарству проникать в опухоли мозга и, возможно, даже уменьшать их.
Команда Липсмана применила этот метод на четырех пациентках в возрасте от 31 до 56 лет, которые регулярно получали иммунотерапевтический препарат тратузумаб для лечения метастатического Her2-положительного рака молочной железы.

Her2-положительный рак - это рак, в клетках которого вырабатывается большое количество рецептора 2 эпидермального фактора роста человека, который стимулирует рост раковой опухоли.
Тратузумаб - это моноклональное антитело, которое блокирует Her2. Он может быть эффективен при уменьшении размеров опухолей по всему телу, но не проникает в мозг.

Женщинам вводили небольшое количество радиомеченного тратузумаба наряду с обычной дозой, чтобы обеспечить возможность визуализации препарата до и после воздействия на опухоли мозга сфокусированными звуковыми волнами. По словам Липсмана, сфокусированный ультразвук примерно вдвое увеличил количество радиоактивности, обнаруживаемой в поражениях мозга, по сравнению с исходным уровнем, что свидетельствует об успешном проникновении препарата.

Процедура, которая проводилась несколько раз для каждого пациента, не вызвала серьезных побочных эффектов - все пациенты были выписаны из больницы в тот же день. Кроме того, магнитно-резонансная томография(МРТ) на следующий день подтвердила, что гематоэнцефалический барьер закрылся.

Последующие МРТ, проведенные в течение последующих месяцев, показали, что у всех женщин размер опухоли мозга уменьшился от 31 до 7 процентов. Контрольной группы при этом не было. "Очень трудно делать широкие выводы об эффективности, имея всего четырех пациентов, но, тем не менее, это, конечно, многообещающий сигнал", - говорит Липсман, который надеется, что вскоре начнутся крупномасштабные контролируемые испытания.

"Даже без убедительных доказательств того, что этот метод уменьшает опухоли, статья является большим достижением для фокусированного ультразвука", - говорит нейрохирург Грэм Вудворт из Университета Мэриленда, который не участвовал в проекте. По его словам, он показывает, что метод может работать с большим препаратом иммунотерапии, и впервые отслеживает местоположение препарата в организме пациентов. "В целом, это очень интересно".