Tehnică inovatoare de ecografie deschide bariera hematoencefalică pentru tratamentul gliomelor
Cercetătorii de la UVA Health au descoperit că gliomele, un tip de tumori cerebrale, pot fi mai receptive la livrarea de medicamente targetate decât țesutul cerebral normal.
Deși studiul se află încă în faze incipiente, rezultatele contribuie la reducerea temerilor că tumorile cerebrale ar putea avea caracteristici care le fac rezistente la această metodă avansată. Oamenii de știință de la UVA utilizează „microbule” minuscule activate prin unde sonore pentru a deschide bariera naturală de protecție a creierului, cunoscută sub numele de „bariera sânge-creier”, permițând medicamentelor să pătrundă precis acolo unde este nevoie.
În interiorul tumorilor cerebrale, celulele canceroase modifică structura barierei sânge-creier, iar funcția acesteia devine imprevizibilă. Aceasta ridică întrebări cu privire la eficiența livrării terapiei prin ultrasunete focalizate în mediul tumorilor cerebrale și la dimensiunile celor mai eficiente molecule de medicamente. Cercetarea recentă de la Centrul de Imunoterapie prin Ultrasunete Focalizate de la UVA Health oferă informații importante pe aceste subiecte.
Pentru a aborda întrebarea centrală, Dr. Wilson Miller a colaborat cu studentul său absolvent, Matthew Hoch, pentru a dezvolta o abordare prin RMN care să permită măsurători ale livrării medicamentelor cu o rezoluție fără precedent. Această abordare nu fusese integrată anterior cu ultrasunetele focalizate. Rezultatul este promițător, deoarece sugerează că performanța livrării prin ultrasunete focalizate nu se așteaptă să scadă în tumorile cerebrale. De fapt, poate fi chiar îmbunătățită pentru anumite tipuri de terapii.
Gliomele reprezintă cele mai comune tumori cerebrale primare la adulți, incluzând glioblastomele, cea mai mortală formă de cancer cerebral. Deși există tratamente care pot prelungi supraviețuirea și îmbunătăți calitatea vieții, glioblastomele sunt aproape întotdeauna fatale în termen de 5 până la 10 ani, ceea ce face ca noi și mai bune tratamente să fie necesare cu disperare. Peste 10.000 de persoane din Statele Unite mor anual din cauza glioblastomelor.
O parte din dificultatea tratării glioblastomului constă în obținerea medicamentelor prin apărarea naturală a creierului. Bariera sânge-creier există dintr-un motiv important: protejează împotriva germenilor și toxinelor dăunătoare. Din acest motiv, medicii au acționat cu prudență în încercarea de a deschide porțile, temându-se de invazia invadatorilor periculoși.
Cu toate acestea, ultrasunetele focalizate permit acum medicilor să deschidă bariera cu o precizie extremă și pentru o perioadă foarte scurtă, astfel încât medicamentele benefice să poată pătrunde fără acompanierea unor companii nedorite. Abordarea lui Price ar utiliza unde sonore de frecvență joasă pentru a trimite molecule de medicamente direct în celulele tumorale, fără a fi necesară vreo intervenție chirurgicală.
Pe lângă faptul că indică faptul că gliomele la șoarecii de laborator sunt vulnerabile la această abordare, cercetarea recentă a lui Price oferă și informații despre dimensiunile moleculelor care ar fi cele mai eficiente. El și colaboratorii săi au identificat o gamă de dimensiuni „Goldilocks” în care moleculele au funcționat cel mai bine. Moleculele foarte mici au livrat medicamentul mai puțin eficient decât cele mai mari, dar moleculele foarte mari au fost mai puțin eficiente decât cele de dimensiuni medii.
Promisiunea semnificativă a ultrasunetelor focalizate de a îmbunătăți capacitatea imunoterapiei de a trata cancerul a determinat UVA să lanseze în 2022 Centrul de Imunoterapie prin Ultrasunete Focalizate – primul centru din lume dedicat în mod special acestui scop.
Acum, UVA își întărește instrumentele de cercetare prin adăugarea unui sistem avansat de ultrasunete focalizate ghidat prin RMN pentru livrarea medicamentelor către creier. Sistemul, dezvoltat de Insightec, este echipat cu o unitate avansată de imagistică prin rezonanță magnetică care oferă imagini uimitoare în interiorul creierului. Acest lucru va permite cercetătorilor să înțeleagă mai bine exact ce se întâmplă în timp ce folosesc unde sonore pentru a conduce moleculele de medicamente în tumori.
„Acest nou sistem de ultrasunete focalizate ghidat prin RMN oferă cercetătorilor noștri capacitatea de a livra tratamente și de a monitoriza efectele acestora cu o precizie excepțională”, a declarat James Stone. „Această combinație va accelera înțelegerea noastră cu privire la optimizarea livrării medicamentelor pentru tumorile cerebrale și va ajuta la apropierea terapiilor promițătoare de îngrijirea clinică.”
„Avem un angajament profund la UVA de a avansa îngrijirea pacienților aici și în întreaga lume prin cercetări importante ca aceasta”, a spus Colin P. Derdeyn. „Continuăm să fim lideri în cercetarea ultrasunetelor focalizate prin eforturile cercetătorilor noștri excepționali, prin finanțarea federală pentru activitatea lor și prin colaborările cu industria.”
Deși mai este mult de cercetat, rezultatele promițătoare sunt un semn bun pentru eforturile Centrului de Cancer UVA și ale Institutului Paul și Diane Manning de Biotehnologie de a dezvolta opțiuni noi pentru pacienții cu cancer cerebral.
„Sunt optimist că această cercetare ilustrează cum metodele avansate de imagistică prin RMN pot fi utilizate pentru a îmbunătăți livrarea tratamentelor prin ultrasunete focalizate în clinică”, a declarat Price. „În special, este interesant să ne gândim la modul în care aceste tehnologii ar putea fi combinate cu viitoarele terapii genice, de la cercetătorii Institutului Manning și de la companii, destinate tratării tumorilor cerebrale.”
Rezultatele au fost publicate în revista științifică Radiology. Echipa de cercetare a fost formată din Matthew R. Hoch, Victoria R. Breza, G. Wilson Miller și Price. Price face parte din Departamentul de Inginerie Biomedicală al UVA, un program comun al Școlii de Medicină și al Școlii de Inginerie și Științe Aplicate, precum și din Departamentul de Radiologie și Imagistică Medicală al Școlii de Medicină.
