Dodano: 20 kwiecień 2022r.

Nowotwory eliminowane ultradźwiękami. Nowa metoda z powodzeniem zastosowana u szczurów

Testy na szczurach wykazały, że histotrypsja, technika opracowana na Uniwersytecie Michigan, może poprawić wyniki leczenia nowotworów i schorzeń neurologicznych. Nieinwazyjna technologia wykorzystująca ultradźwięki rozbija guzy, zabija komórki nowotworowe i pobudza układ odpornościowy do zapobiegania dalszemu rozprzestrzenianiu się choroby.

Nowotwory eliminowane ultradźwiękami. Nowa metoda z powodzeniem zastosowana u szczurów

 

Naukowcy w nowych badaniach wykorzystali impulsy ultradźwiękowe do częściowego niszczenia guzów wątroby u szczurów, pobudzając układ odpornościowy gryzoni do usuwania pozostałych komórek nowotworowych i zapobiegania rozprzestrzenianiu się lub nawrotom choroby. Technika zwana histotrypsją niszczyła tylko od 50 proc. do 75 proc. objętości guza, resztę usuwał pobudzony do działania układ odpornościowy gryzoni.

Wyniki badań wykazały, że leczenie stymulowało reakcje immunologiczne szczurów, co mogło przyczynić się do ostatecznej regresji części guza i zapobiec dalszemu rozprzestrzenianiu się nowotworu. W ciągu trzech miesięcy od zastosowania terapii, 80 proc. zwierząt nie miało oznak choroby ani przerzutów.

- Nawet jeśli nie zwalczymy całego guza, możemy spowodować jego regresję, a także zmniejszyć ryzyko przerzutów - mówi autorka badań prof. Zhen Xu. Przedstawiając swoje odkrycia w czasopiśmie „Cancers” (DOI: 10.3390/cancers14071612), uczeni przyznali, że ich technika może doprowadzić do skutecznych, nieinwazyjnych metod leczenia niektórych z najbardziej nieuleczalnych nowotworów u ludzi.

Na czym polega histotrypsja

Histotrypsja polega na nieinwazyjnym skupianiu fal ultradźwiękowych w celu mechanicznego niszczenia tkanki docelowej z milimetrową precyzją. Ta stosunkowo nowa technika jest obecnie stosowana w badaniach nad rakiem wątroby u ludzi w Stanach Zjednoczonych i Europie.

W wielu przypadkach nie można bezpośrednio leczyć całego guza z powodów takich jak rozmiar, lokalizacja czy stadium zaawansowania. Aby zbadać efekty częściowego niszczenia guzów za pomocą dźwięku, w najnowszym badaniu celowano tylko w część każdego nowotworu, pozostawiając nienaruszony, zdolny do dalszego rozwoju guz. Pozwoliło to również zespołowi na sprawdzenie skuteczności metody w trudniejszych warunkach.

- Histotrypsja jest obiecującą opcją, która może pokonać obecne ograniczenia i stać się bezpieczną oraz skuteczną nieinwazyjną metodą usuwania guzów wątroby – mówi współautor Tejaswi Worlikar. - Mamy nadzieję, że wnioski wyciągnięte z tej analizy będą motywacją do przyszłych przedklinicznych i klinicznych badań nad histotrypsją, których ostatecznym celem będzie kliniczne zastosowanie tej metody u pacjentów z rakiem wątroby – dodaje.

Rak wątroby znajduje się w pierwszej dziesiątce przyczyn zgonów związanych z nowotworami na świecie. Nawet przy zastosowaniu wielu opcji leczenia rokowanie pozostaje złe, a wskaźnik pięcioletniego przeżycia wynosi mniej niż 18 proc. w USA. Wysoka częstość występowania nawrotów nowotworu i przerzutów podkreśla potrzebę badań nad nowymi metodami leczenia.

Brak skutków ubocznych

Podczas gdy typowe badanie ultrasonograficzne wykorzystuje fale dźwiękowe do tworzenia obrazów wnętrza ciała, inżynierowie z Uniwersytetu w Michigan korzystają z nich do leczenia. Ich technika działa bez szkodliwych skutków ubocznych, jakie wywołują obecnie stosowane metody, takie jak radioterapia i chemioterapia.

- Nasz przetwornik, zaprojektowany i zbudowany na Uniwersytecie w Michigan, dostarcza do guza impulsy ultradźwiękowe o wysokiej amplitudzie i długości mikrosekund i rozbija nowotwór - tłumaczy Xu. - Tradycyjne urządzenia ultradźwiękowe wykorzystują do obrazowania impulsy o niższej amplitudzie – dodaje.

Mikrosekundowe impulsy z urządzenia generują mikropęcherzyki w tkankach docelowych - pęcherzyki, które gwałtownie rozszerzają się i zapadają. Te gwałtowne naprężenia mechaniczne zabijają komórki nowotworowe i rozbijają strukturę guza.

Od 2001 roku laboratorium Xu jest pionierem w stosowaniu histotrypsji w walce z chorobą nowotworową.

 

Źródło: University of Michigan, fot. Marcin Szczepanski, Michigan Engineering