Медицина
Технології
Медицина
Технології

Кероване МРТ-сканером термозерно зруйнувало пухлини мишей ізсередини

Британські науковці продемонстрували дієздатність технології лікування ракових пухлин, яка основана на використанні керованої за допомогою магнітно-резонансного томографа металічної сфери усередині тканин живого організму. Нагрівання сфери при її доставленні до злоякісного новоутворення призвело до суттєвого скорочення об'єму підшкірних пухлин у мишей. Тому технологія має потенціал стати новим малоінвазивним, доступним та ефективним методом лікування навіть важкодоступних пухлин, зазначається у дослідженні в журналі Advanced Science.

MART PRODUCTION / Pexels

MART PRODUCTION / Pexels

У чому суть випробуваного методу лікування раку?

Однією із цілей терапії раку, яких прагнуть досягти медики, є можливість націлюватися лише на злоякісні клітини, не пошкоджуючи при цьому здорових. Це дозволить суттєво зменшити ризик виникнення серйозних побічних дій у пацієнтів. У цьому можуть допомогти технології, які основані на гіпертермії — локальному нагріванні клітин до температури, що їх убиває (достатньо усього 40-50 градусів за Цельсієм). Здійснити це можна різними способами, зокрема через введення у злоякісні новоутворення або навіть клітини магнітних частинок із подальшим їх нагріванням за допомогою зовнішнього змінного магнітного поля. Ми вже писали, як магнітну гіпертермію успішно випробували для лікування меланоми у тварин. Але якщо тоді нагрівання здійснювалося зовні через пов'язку, то у новому дослідженні вчених Університетського коледжу Лондона нагрівання відбувалося безпосередньо у пухлинах.

Над чим працювали дослідники?

Вчені взялися випробовувати технологію, яку називають мінімально інвазивною абляцією, контрольованою за зображенням (Minimally INvasive IMage-guided Ablation, MINIMA). Її суть — у керуванні переміщенням сферичного металічного «термозерна» у тілі пацієнта за допомогою та під контролем магнітно-резонансної томографії (МРТ). При доставленні до місця пухлини, його можна піддати впливу змінного магнітного поля, завдяки чому термозерно нагріється та передаватиме згубне тепло раковим клітинам. Між тим, нагріте термозерно теж можна пересувати в тканинах пацієнта, нагріваючи кілька локацій за один підхід, обробляючи весь об'єм великої пухлини. Відтак МРТ можна застосувати для виведення магнітного імплантату з тіла, а після цього — для негайної перевірки успішності процедури через оцінювання стану пухлин.

Після того, як MINIMA показала свою дієздатність на моделях тканин та для нагрівання тканин мозку свиней, зокрема можливість керування термозерном з точністю до 0,3 міліметра, науковці вирішили випробувати її в організмі живих тварин. Піддослідними обрали пацюків, яким імплантували в черепну коробку 2-міліметрове термозерно для навігації крізь тканину мозку, а також мишей, у яких 1,5-2-міліметрове термозерно націлили на підшкірні ракові пухлини, які заздалегідь ввели тваринам.

Що стало з тваринами?

Металічну сферу нагрівали в мозку пацюків протягом однієї хвилини. Цього виявилося достатнім, щоб навколо термозерна утворилася сферична ділянка з мертвих клітин, об'ємом близько 12,3 квадратних міліметри. Але ефектом виявилося можливим керувати через тривалість нагрівання, а також вибір розміру самої сфери, збільшення якого призводило до сильнішого нагрівання, а значить і сильнішої дії.

Результати дослідів на мишах із підшкірними пухлинами виявилися теж втішними. У цих піддослідних термозерно нагрівали в місці пухлин протягом п'яти хвилин із перервами в одну хвилину після кожної хвилини нагрівання. Одразу після процедури науковці відмітили суттєве послаблення сигналу від ракових клітин, якого не помітили у контрольних мишей, яким термозерно лише імплантували. А через десять діб після процедури об'єм пухлин у них був меншим у середньому у п'ять разів, у порівнянні з контрольними. У деяких тварин, за якими спостерігали ще протягом 33 днів після втручання, пухлини майже повністю зникли.

е) Зміна об'єму пухлин у мишей, яким нагрівали термозерно (червоний) та не нагрівали (синій), з дня імплантації пухлин і до 10 дня після внесення термозерна. f) Зображення пухлини за три дні до і через 33 дні після лікування термозерном. Rebecca R. Baker et al. / Advanced Science, 2022

е) Зміна об'єму пухлин у мишей, яким нагрівали термозерно (червоний) та не нагрівали (синій), з дня імплантації пухлин і до 10 дня після внесення термозерна. f) Зображення пухлини за три дні до і через 33 дні після лікування термозерном. Rebecca R. Baker et al. / Advanced Science, 2022

Ці досліди вказують, що ефективну протиракову технологію варто надалі вивчати та розвивати. Особливо, беручи до уваги, що МРТ-сканери стають дедалі доступнішими, їх просто необхідно буде обладнати джерелом змінного магнітного поля. MINIMA дає змогу одночасно обстежувати та проводити лікування навіть важкодоступних пухлин, при цьому без потреби відкритої хірургії. А це скоротить час відновлення пацієнтів після втручання та зменшить ризик побічних ефектів через зменшення потреби у використанні лікарських препаратів, вказують автори роботи.