Глиобластома считается самым агрессивным видом рака мозга. Одна из главных проблем заключается в том, что её клетки распространяются в окружающую ткань, поэтому полностью удалить опухоль хирургически чрезвычайно сложно: врачу необходимо уничтожить рак, не повредив при этом здоровые участки мозга.
Дополнительное препятствие создаёт гематоэнцефалический барьер, который ограничивает проникновение лекарств и снижает эффективность некоторых методов лечения. В результате пятилетняя выживаемость при глиобластоме составляет всего около 7 процентов.
Теперь исследователи из Технологического университета Сиднея, Гарвардского и Хэнаньского университетов разработали систему наночастиц, способную выполнять сразу две задачи: помогать хирургу обнаруживать опухолевую ткань во время операции, а затем уничтожать микроскопические клетки, оставшиеся после удаления опухоли.
В основе технологии находится чрезвычайно тонкий двумерный материал, на котором отдельные атомы размещены с высокой точностью при помощи метода, адаптированного из производства полупроводников. Благодаря такой структуре один и тот же материал может сначала использоваться для визуализации опухоли, а затем — для световой терапии.
Обе функции запускаются одним и тем же ближним инфракрасным светом.
Во время операции наночастицы работают как высокочувствительное средство визуализации. Закреплённый на материале флуоресцентный краситель начинает светиться под воздействием невидимого для человеческого глаза инфракрасного излучения.
Это позволяет различать скопления опухолевых клеток размером всего около 44 микрометров — меньше того, что способны показать современные клинические методы визуализации.
К наночастицам также присоединена молекула, помогающая им преодолевать гематоэнцефалический барьер и преимущественно накапливаться в клетках глиомы.
После того как хирург удаляет видимую часть опухоли, тот же материал можно использовать второй раз. Его вводят непосредственно в полость, оставшуюся после операции, и снова облучают тем же инфракрасным светом.
Тогда начинается уже другой процесс.
Атомы платины в составе материала превращают перекись водорода, присутствующую в опухоли, в кислород. Это помогает противодействовать недостатку кислорода, который обычно делает раковые клетки более защищёнными от лечения.
Одновременно свет вызывает нагрев и образование активных молекул, способных уничтожать микроскопические раковые клетки, до которых хирург физически не смог добраться.
Именно такие оставшиеся клетки представляют одну из главных проблем при глиобластоме. Даже если видимая опухоль успешно удалена, незаметные очаги могут сохраниться в мозге и позднее привести к возвращению заболевания.
В экспериментах на мышах новый подход заметно снизил частоту повторного роста опухоли после операции.
Все животные, получившие экспериментальное лечение, оставались живы через 60 дней после вмешательства. Для сравнения, мыши, которым провели только операцию, прожили до 42 дней.
Последующие проверки также не выявили заметных нарушений работы нервной системы или двигательных функций, связанных с применением технологии.
Однако исследователи подчёркивают, что пока речь идёт только о ранней стадии разработки.
Метод испытан на мышах, а не на людях. Учёным ещё предстоит выяснить, будет ли технология столь же эффективно работать при размерах и особенностях человеческого мозга.
Если результаты удастся подтвердить, в будущем такой подход потенциально позволит хирургам видеть больше опухолевой ткани непосредственно во время операции, а затем уничтожать часть тех раковых клеток, которые невозможно было удалить хирургически.
Именно борьба с оставшимися клетками особенно важна при глиобластоме, поскольку они могут стать причиной повторного роста опухоли после, казалось бы, успешной операции.
