Новая технология лечения агрессивных опухолей головного мозга

Лечение опухолей головного мозга является сложной задачей, но недавние исследования открыли новую технологию, которая может улучшить лечение особенно агрессивных опухолей. Команда из Технологического института Джорджии и Технологического института Вирджинии опубликовала результаты исследования. опубликовано в области биоинженерии APL. В этом исследовании описан новый метод лечения, который в будущем можно будет использовать для лечения глиобластомы, смертельной, быстрорастущей опухоли головного мозга.

Работа команды основана на предыдущих исследованиях высокочастотной необратимой электропорации, известной как H-FIRE. Это минимально инвазивная процедура, в которой используются нетепловые электрические импульсы для разрушения раковых клеток. В прошлом году канадское исследование показало, что успешное лечение глиобластомы также можно приблизить на шаг с помощью нанотехнологий. Этим исследователям удалось разрушить раковые клетки в мозгу мышей с помощью углеродных нанотрубок.

Гематоэнцефалический барьер

Лечить любую форму рака непросто, но когда дело доходит до рака мозга, гематоэнцефалический барьер усложняет задачу. Барьер защищает мозг от токсичных веществ, но это не всегда положительно.

«Мать-природа создала барьер, который не позволяет нам отравиться. К сожалению, она также гарантирует, что 99 процентов всех низкомолекулярных лекарств не смогут попасть в мозг и что препарат нельзя будет ввести в правильной концентрации, чтобы лечение было успешным. Особенно это касается химиотерапии», — говорят исследователи, или биологических препаратов, или иммунотерапии.

Прямоугольная волна (или прямоугольная волна), обычно используемая в H-FIRE, имеет двойную функцию: она разрушает гематоэнцефалический барьер вокруг опухоли и одновременно уничтожает раковые клетки. Тем не менее, новое исследование является первым в своем роде, в котором синусоидальная волна используется для разрушения барьера. Этот новый метод называется взрывной синусоидальной электропорацией (B-SWE).

Синусоидальная волна более эффективна

Исследователи использовали модель на грызунах для изучения влияния синусоидальной волны по сравнению с более традиционной прямоугольной волной. Они обнаружили, что B-SWE приводит к меньшему повреждению клеток и тканей, но к большему нарушению гематоэнцефалического барьера.

В некоторых клинических ситуациях идеально подходят как резекция, так и преодоление гематоэнцефалического барьера, но в других случаях преодоление гематоэнцефалического барьера может быть более важным, чем разрушение клеток. Например, если нейрохирург удаляет видимую опухолевую массу, синусоидальная волна, скорее всего, будет использована для разрушения гематоэнцефалического барьера вокруг этого места, что позволит лекарствам проникнуть в мозг и уничтожить последние раковые клетки. B-SWE может нанести минимальный ущерб здоровой ткани головного мозга.

Предыдущие исследования показали, что традиционные прямоугольные сигналы демонстрируют хорошие нарушения гематоэнцефалического барьера, но новое исследование обнаружило лучшее нарушение гематоэнцефалического барьера при использовании B-SWE. Это может позволить большему количеству противораковых лекарств достичь мозга.

«Мы думали, что решили проблему, но это показывает, что, если немного подумать, всегда возможны лучшие решения», — сказал Джон Россмайсл, доктор медицинских наук, профессор неврологии и нейрохирургии в Колледже ветеринарной медицины Вирджинии-Мэриленда.

Мышечные спазмы

В ходе исследования ученые столкнулись с проблемой: помимо большего нарушения гематоэнцефалического барьера они обнаружили, что синусоидальная волна также вызывает усиление нервно-мышечных сокращений. Эти мышечные сокращения могут повредить мозг. Регулируя дозу B-SWE, исследователи смогли уменьшить сокращения, одновременно нарушая гематоэнцефалический барьер в той же степени, что и при более высокой дозе.

Следующим шагом в этом исследовании является изучение эффектов B-SWE с использованием модели рака мозга на животных, чтобы сравнить синусоидальную форму волны с традиционной технологией H-FIRE. Проект возглавила ведущий автор Сабрина Кампильо, получившая докторскую степень. Окончил Колледж инженерии и биомедицинских наук Вирджинии Тех-Уэйк Форест.