Ученые объединили наночастицы и ультразвук для лечения опухолей мозга

Возглавлявший исследование Пин-Юань Чен (Pin-Yuan Chen) отмечает, что трудности, с которыми сталкиваются медики при лечении опухолей мозга, связаны с тем, что мозг защищен гематоэнцефалическим барьером (Гематоэнцефалический барьер — это клеточная структура, образующая границу раздела между кровью системы кровообращения и тканью центральной нервной системы. Назначение гематоэнцефалического барьера состоит в поддержании постоянным состава межклеточной жидкости — среды для наилучшего осуществления функций нейронов). Наличие такого барьера не дает препаратам, применяющимся для химиотерапии опухолей, проникать в головной мозг, однако, разработанный исследователями подход позволяет «отпирать» барьер в определенных точках с помощью фокусированного ультразвука и проводить эффективное и безопасное лечение.

Исследователи из группы Чена ввели магнитные наночастицы, поверхность которых была модифицирована фармакологически активными соединениями, в организм лабораторных крыс, после чего с помощью внешнего магнитного поля смогли увеличить концентрацию наночастиц в мозгу грызунов. Затем низкоэнергетическое воздействие ультразвуком на определенные участки мозга увеличило проходимость гематоэнцефалического барьера и позволило наночастицам преодолеть его. Эффект действия ультразвука временный, и барьер восстанавливается через несколько часов. В использовании наночастиц для такого лечения опухолей мозга можно найти целых два положительных момента. Во-первых, так как наночастицы могут быть направленно локализованы в головном мозге, можно существенно понизить дозы лекарственного соединения, понизив тем самым побочные эффекты от терапии и позволив использовать более сильные средства.

Во-вторых, магнитные наночастицы могут быть обнаружены с помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ), поэтому врачи смогут наблюдать за прогрессом лечения и наблюдать за концентрацией лекарств в мозге пациента. Такая возможность важна из-за того, что у опухолей головного мозга может быть различная морфология, и разным опухолям может требоваться различное количество лекарства. Несмотря на, кажется, очевидные преимущества нового метода, Чен отмечает, что до реального применения в больничных условиях необходим еще ряд исследований и тщательных проверок – в особенности важно точно определить, насколько безопасно для мозга использование наночастиц, а также выяснить оптимальный способ применения магнитного поля для управления наночастицами в мозге.

Цзиньву Чэон (Jinwoo Cheon), разрабатывающий магнитные наночастицы для терапии рака в Университете Йонсей (Южная Корея) высоко оценивает работу коллег из Тайваня. Он подчеркивает, что многие специалисты в области наномедицины стремятся разработать методы «тераностики» («theranostics»), сочетающие в себе диагностику и терапию в качестве новой эффективной медицинской концепции, и, по его словам, предложенный Ченом подход наглядно демонстрирует успехи в комбинации ранее существовавших раздельно медицинских подходов. На рисунке: Обычно гематоэнцефалический барьер не дает наночастицам попадать в ткани мозга, однако ультразвук может способствовать диффузии частиц через барьер к тканям мозга, магнитное поле при этом способствует движению наночастиц к определенным участкам мозга.