Глиобластома — наиболее агрессивная форма рака головного мозга. Это заболевание трудно поддается лечению, поскольку опухолевые клетки проникают в окружающие ткани мозга, из-за чего хирургам сложно полностью удалить опухоль, не повредив здоровые ткани. Лечение осложняется наличием гематоэнцефалического барьера, который ограничивает доступ лекарств и радиотерапии в мозг. Все эти факторы приводят к тому, что пятилетняя выживаемость составляет всего около 7 %.
Исследователи из Технологического университета Сиднея, Гарвардского и Хэнаньского университетов разработали нанозимную платформу «двойного действия», предназначенную для решения обеих проблем с помощью одного инструмента — умных наночастиц. Результаты исследования опубликованы в Science Translational Medicine.
«Мы создали материал, который выполняет две последовательные задачи, — говорит доктор Бинъян Ши, профессор кафедры наномедицины Школы электротехники, механики и биомедицинской инженерии. — Он служит точным ориентиром для хирурга во время операции, а после — для целенаправленной очистки».
Платформа состоит из ультратонкого двумерного листа, усеянного атомами. Атомы наносятся по одному с помощью технологии, позаимствованной из полупроводниковой промышленности. Такая конструкция на атомном уровне позволяет материалу выполнять две переключаемые функции: визуализацию во время операции и фототерапию после нее. Обе функции активируются одним и тем же светом ближнего инфракрасного диапазона.
«Во время операции он действует как высокочувствительный визуализирующий агент», — говорит профессор Ши. «Флуоресцентный краситель, нанесенный на лист, светится на длине волны ближнего инфракрасного диапазона, невидимой для человеческого глаза, что позволяет хирургам видеть отдельные скопления опухолевых клеток размером до 44 микрометров — разрешение, недоступное современным клиническим инструментам визуализации. Молекула-мишень, прикрепленная к материалу, также помогает ему преодолевать гематоэнцефалический барьер и накапливаться именно в клетках глиомы».
«После удаления видимой опухоли в операционную полость вводится тот же материал, который активируется светом той же длины волны для послеоперационной фототерапии», — сказал он. «Атомы платины преобразуют перекись водорода, вырабатываемую опухолью, в кислород, противодействуя среде с низким содержанием кислорода, которая обычно защищает раковые клетки от лечения. При этом свет одновременно генерирует тепло и реактивные молекулы, которые разрушают микроскопические раковые клетки, до которых не может добраться хирург».
На мышиных моделях глиобластомы этот подход подавлял рецидив опухоли после операции, обеспечивая 100-процентную выживаемость животных в течение 60 дней по сравнению с выживаемостью в 42 дня при использовании только хирургического вмешательства, при этом не вызывая заметных неврологических или двигательных нарушений при последующем тестировании.
«Результаты очень обнадеживающие, но это все еще ранняя стадия исследования, проводимого на мышах, а не на людях, — и это важное различие, — говорит профессор Ши. — Эффективность визуализации и терапии также необходимо будет подтвердить на человеческом мозге. Если эта технология продолжит совершенствоваться, есть надежда, что однажды хирурги смогут видеть больше опухоли во время операции и удалять больше оставшейся ткани. Это важный шаг на пути к снижению риска рецидива, который остается одной из самых серьезных проблем для пациентов с глиобластомой».
[Фото: magnific]
