Ионный насос для доставки химиотерапевтических агентов в мозг

Несмотря на операцию и последующее лечение химиотерапией и лучевой терапией, у большинства пациентов возникают рецидивы злокачественных опухолей головного мозга. Исследователи из Университета Линчёпинга, , и Медицинского университета Граца, Австрия, показали на клетках в культуре, что ионный насос может более точно доставлять лекарства, что дает менее серьезные побочные эффекты при химиотерапии. Результаты опубликованы в Передовые технологии материалов.


«Это первый раз, когда ионный насос был протестирован как возможный метод лечения злокачественных опухолей головного мозга. Мы использовали в лаборатории, и результаты очень многообещающие. Однако, вероятно, пройдет от пяти до десяти лет, прежде чем мы увидим эта новая технология используется при лечении опухолей головного мозга », — говорит Дэниел Саймон, доцент лаборатории органической электроники факультета науки и технологий Университета Линчёпинга.

Ученые использовали клетки глиобластомы, которая является наиболее распространенным и наиболее агрессивным типом рака, который может возникнуть в головном мозге. Когда опухоль головного мозга удаляется хирургическим путем, небольшие части часто остаются внутри клеток головного мозга. Даже высокоточная не может удалить эти клетки без повреждения окружающей здоровой ткани мозга. Это означает, что лучевая и химиотерапия используются для остановки рецидива опухоли.

В Швеции доступно около 30 цитостатиков для лечения различных типов рака. Эти химиотерапевтические агенты чаще всего вводятся внутривенно или в таблетках. Но для того, чтобы достичь мозга, они должны сначала распространиться через систему кровообращения, а затем пройти через гематоэнцефалический барьер. Стенки мелких кровеносных сосудов в головном мозге гораздо менее проницаемы, чем в остальной части тела, и могут препятствовать попаданию многих веществ из крови в мозг. Таким образом, могут пройти только некоторые лекарства, которые работают против рака.

Ученые из Университета Линчёпинга и Медицинского университета Граца разработали метод, с помощью которого можно использовать имплантированный ионный насос для обхода гематоэнцефалического барьера и доставки гемцитабина — чрезвычайно эффективного химиотерапевтического агента, который обычно не может проходить через . мозговой барьер — прямо в мозг с высокой точностью. Гемцитабин в настоящее время используется для лечения рака поджелудочной железы, мочевого пузыря и груди, где он действует, нарушая процесс деления клеток в быстрорастущих опухолях. Это означает, что гемцитабин не влияет на клетки мозга, поскольку они, как правило, не подвергаются клеточному делению.

«Традиционное лечение глиобластомы, используемое в настоящее время в клиниках, в одинаковой степени вредит как раковым, так и нейронным клеткам. Однако с помощью ионного насоса гемцитабина мы воздействуем только на раковые клетки, в то время как остаются здоровыми. Кроме того, наши эксперименты с культивированными клетками глиобластомы показывают, что при использовании ионного насоса погибает больше раковых клеток, чем при ручном лечении », — говорит Линда Вальдхерр, научный сотрудник Медицинского университета Граца. Она провела исследование вместе с исследователями из Университета Линчёпинга.

Когда ионный насос должен транспортировать гемцитабин из резервуара электролита в клетки или опухоль, используется слабый ток, чтобы «прокачать» положительно заряженное лекарство через канал переноса ионов. Метод известен как электрофорез. Ионному насосу требуется только слабый ток для перекачки гемцитабина, что является преимуществом, поскольку позволяет избежать риска активации клеток мозга и передачи непреднамеренных нервных сигналов. Низкий ток и напряжение также означают, что в конечном итоге терапевтическая технология не потребует для работы больших источников питания или батарей.

Райнер Шиндл, доцент Медицинского университета Граца, описывает другие преимущества.

«Давление внутри мозга чрезвычайно чувствительно, и использование ионного насоса для транспортировки лекарства вместо устройства с приводом от жидкости означает, что давление не пострадает. Кроме того, дозировка контролируется с помощью электрического заряда, который обеспечивает подачу лекарства. химиотерапевтический агент чрезвычайно точен. Следующим шагом будет использование ионного насоса для оценки различных химиотерапевтических агентов, которые ранее давали слишком серьезные побочные эффекты или которые не могут пройти через гематоэнцефалический барьер », — говорит он.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments