Человек всегда мечтал о чудодейственных лекарствах и методах, дающих возможность противостоять смертельным болезням. Благодаря достижениям ученых такие мечты в последнее время сбываются все чаще. Заведующая кафедрой физиологии человека и животных Саратовского государственного университета им. Н.Г.Чернышевского доктор биологических наук Оксана СЕМЯЧКИНА-ГЛУШКОВСКАЯ дарит надежду тем, кому врачи определили жить максимум два года. Она проявляет немалую изобретательность, чтобы спасти больного, — стремится “обмануть” его иммунитет, придумывает способы лечения, казалось бы, неизлечимого. Об этом свидетельствует и тема ее исследования: “Рак мозга не приговор: новые стратегии в лечении агрессивной глиобластомы”. Корреспондент “Поиска” постарался узнать, что кроется за такой формулировкой.
— В нашем мозге есть так называемые глиальные клетки, которые в норме выполняют функцию “нянек” нейронов, обеспечивая их питание, рост и восстановление, — объясняет Оксана Валерьевна. — Именно в этих клетках развивается глиобластома — самая агрессивная форма рака мозга с плохими прогнозами. Даже при успешном хирургическом удалении опухоли продолжительность жизни пациентов максимум два года, и это только для 25% людей при интенсивном лечении. Без лечения срок составляет всего 2-3 месяца. Это связано с особым развитием опухоли, когда на фоне ее видимых границ, которые определяют с помощью магнитно-резонансной томографии, формируется не видимая для диагностики инфильтративная область. Она образуется из-за интенсивного прорастания опухоли в окружающие ее ткани мозга через здоровые сосуды.
В самой глиобластоме за счет высокого темпа роста злокачественных клеток появляются сосуды, которые можно назвать неполноценными. Дело в том, что для всех сосудов мозга характерно наличие гематоэнцефалического барьера (ГЭБ) — это особая система белков (назовем ее “таможней”), строго контролирующая диффузию всех веществ из крови в мозг и обратно. А в сосудах самой опухоли эта “таможня” не работает, что делает возможным прохождение в нее из крови многих веществ. Ученые решили этим воспользоваться, применив внутривенно контрастный агент гадолиний для МРТ-диагностики опухоли. “Открытость” ГЭБ в опухоли способствует беспрепятственному прохождению гадолиния в ее ткани и получению оттуда высокоинтенсивного сигнала. Это позволяет определять границы опухоли и делать диагностику ее развития.
Сейчас активно внедряется новый метод хирургической навигации удаления глиобластомы. Он также основан на том, что ГЭБ в глиобластоме обладает высокой проницаемостью. Пациентам за 4-6 часов до операции вводится фотосенсибилизатор, например аминолевулиновая кислота. Затем используется лазер со специальной длиной волны (635 нанометров) для данного вещества. Из-за “открытого” ГЭБ аминолевулиновая кислота накапливается в тканях опухоли. И когда на нее направляется лазер, она дает красное свечение, что позволяет хирургу четко видеть области, которые нужно удалить. Такой метод называется фотодинамическая терапия (ФДТ).
Однако ни МРТ, ни ФДТ не эффективны в достаточной степени, чтобы найти инфильтративную часть опухоли. Это объясняется тем, что ГЭБ в этой области глиобластомы пока еще закрыт, ведь она прорастает за счет здоровых сосудов. Поэтому никакие вещества, которые традиционно применяют для диагностики, туда не проникают. После удаления видимых границ опухоли клетки инфильтративной части остаются в мозге. По непонятным причинам они становятся активными, и в 80% случаев отмечается рецидив опухоли, обычно через 8-12 месяцев.
Таким образом, приоритетными для ученых, работающих в этом направлении, стали задачи развития новых методов диагностики инфильтративной области глиобластомы, позволяющие предотвратить ее рецидив. Этой проблемой мы занимается три года в рамках проекта Российского научного фонда. В частности, создаем новые методы модуляции барьерной функции мозга.
— Болезнь поражает и взрослых, и детей? Как часто?
— Каждый год в России глиальными опухолями заболевают около 10 тысяч человек. Злокачественные (быстрорастущие) глиомы отмечаются у 55-65% пациентов. Доброкачественные глиомы встречаются довольно редко: в США ежегодно регистрируется 1500 новых больных с такими опухолями. Глиомы преимущественно развиваются у взрослых людей, среди детей от 0 до 19 лет — от 8 до 12%. “Детские” глиомы отличаются высокой степенью агрессивности. Выживаемость детей даже после эффективной радио- и химиотерапии очень низкая, с частыми рецидивами появления новых злокачественных новообразований в тканях мозга. Существует феномен половых различий в проблеме глиом. Они наиболее часто встречаются у мужчин и труднее поддаются лечению, чем у женщин.
— Расскажите о вашем подходе к решению проблемы.
— Мы выдвинули идею использования фотодинамической терапии не только для хирургической навигации удаления опухоли, но и для временного “открытия” ГЭБ вокруг глиобластомы. Наши коллеги показали такую возможность в экспериментах на крысах. Но это пока первые ласточки и единичные работы, до клинических испытаний еще далеко.
Необходимо провести тщательные исследования дозирования лазерного воздействия на ткани мозга, найти эффективные дозы фотосенсибилизаторов, определить уровень их токсичности, а также решить многие другие вопросы. Предварительно мы показали, что традиционная технология “подсвечивания” опухоли для хирургов может применяться с двойной пользой также для эффективного лечения болезни.
Ключик для открытия ГЭБ может стать уникальным инструментом для терапии многих заболеваний мозга, включая депрессию, шизофрению, болезни Альцгеймера, Паркинсона. В случае с глиобластомой мы разработали пионерскую стратегию персонального лечения пациента. Для этого берут кровь больного, из нее выделяют специальные клетки — макрофаги. Это клетки иммунной системы, которые поедают бактерии, вирусы.
Макрофаги всегда воинственные и голодные — они пожирают все, что встречается на их пути, включая даже занозы. Выделять их несложно, это обычная процедура, доступная любой амбулатории. Затем их помещают в среду с золотыми наночастицами. Так как макрофагам все равно, что кушать, они их поглощают. И уже такие “сытые” и набитые частицами возвращаются в стерильном виде обратно тому же пациенту. Это имеет большое значение для “спокойствия” его иммунной системы. Если бы мы ввели наночастицы без макрофагов, последние поедали бы их как чужеродные тела и в организме развивалось бы воспаление.
Для чего нужны наночастицы и при чем тут макрофаги? Как уже сказано, макрофаги возвращаются в кровь пациенту. Затем с помощью фотодинамической терапии мы временно открываем ГЭБ на 3-4 часа. Этого вполне достаточно, чтобы макрофаги попали в мозг. В обычных условиях это невозможно. Только в момент созревания мозга (то есть внутриутробно) макрофаги оказываются в его тканях и потом остаются там пожизненно, это так называемые макрофаги-резиденты. Остальные циркулируют в крови и имеют очень мало шансов в здоровом состоянии добраться до мозга.
Зачем макрофагам нужно попасть в мозг? Дело в том, что “невидимая” инфильтративная часть глиобластомы имеет одну особенность. В ней, как и в самой опухоли, мало кислорода, а это важный “магнит” для макрофагов. Попадая в мозг, они немедленно устремляются в гипоксические области, то есть с низким содержанием кислорода. Таким образом, эти бойцы невидимого фронта обнаруживают места глиобластомы, недоступные для диагностики. Если заполнить макрофаги гадолинием — контрастным веществом для МРТ, то они покажут истинные границы опухоли даже там, где ГЭБ “закрыт”, в инфильтративной части глиобластомы, так как они будут там локализоваться.
Но если макрофаги снабдить золотыми наночастицами, то мы сможем лечить опухоль, используя лазер для ее нагрева до +400С — температуры, при которой наступает критический порог для выживания клеток. Это так называемый лазер для фототермической терапии, который работает по принципу резонанса с наночастицами.
Таким образом, макрофаги не только обнаруживают “невидимые” области глиобластомы, но и приносят туда с собой “бомбы замедленного действия” с высокоточным наведением, которые вызывают локальное поражение опухоли. Одним выстрелом решается сразу несколько проблем. Во-первых, собственные макрофаги убирают проблему борьбы с иммунной системой организма. Во-вторых, макрофаги обладают двигательной активностью и, попадая в мозг, сами определяют места для работы. В-третьих, используя макрофаги в роли транспортных систем, можно применять их как для точной диагностики, так и для лечения агрессивной глиобластомы.
— Выглядит все это фантастично. Будет ли все это использоваться на практике?
— Пока у нас есть результаты на здоровых животных, где мы научились “открывать” ГЭБ и успешно направлять в ткани мозга макрофаги. Но впереди еще много работы. Предстоит оценить, как тяжелые макрофаги, напичканные наночастицами, могут эффективно распределяться по опухоли и особенно в ее инфильтративной части. Нужно набрать большую статистику на животных и оценить эффект такой терапии.
В случае положительных результатов наши разработки очень быстро найдут применение на практике, так как все ее технологии уже разрешены в клинике. В частности, сейчас хирурги применяют наночастицы для тотального нагрева опухоли мозга. Это нужно для дополнительного лечения, в комплексе с радио- и химиотерапией.
— Есть ли еще планы, связанные с этой темой?
— Наши разработки создавались в кооперации с учеными Университета Сент-Луиса (США). Сейчас вместе с коллегами из Красноярского медицинского университета им. профессора В.Ф.Войно-Ясенецкого (группа проректора по научной работе доктора медицинских наук профессора Аллы Салминой) мы получили грант Минобрнауки в рамках проектной части государственного задания. Он объединит достижения известных ученых, имеющих огромный опыт по разработке и внедрению лазерных технологий в медицину, и выдающихся нейрохирургов с не менее громадным опытом применения наших технологий в своей повседневной практике. Такой альянс — наиболее короткий мостик между экспериментальной и практической медициной, который даст новый импульс нашим инновациям, а также, что еще важнее, принесет здоровье людям, страдающим тяжелым недугом.
Фирюза ЯНЧИЛИНА
Иллюстрации предоставлены О.Семячкиной-Глушковской
Нет комментариев