Неінвазивне ультразвукове дослідження можна використовувати для діагностики захворювань мозку

Головний мозок — важливий чутливий орган, добре захищений черепно-мозковим і гематоенцефалічним бар’єром, що запобігає потраплянню багатьох шкідливих речовин у центральну нервову систему. Гематоенцефалічний бар’єр також становить серйозну проблему для дослідників і клініцистів, які намагаються надати терапевтичні засоби або діагностувати захворювання мозку. Біопсія головного мозку може бути використана для отримання важливих даних про дисфункцію мозку, але ці процедури є інвазивними і можуть становити багато ризиків. Вони також не є корисними для діагностики всіх захворювань.

Тепер дослідники розробили нову техніку під назвою сонобіопсія, яка поєднує ультразвук із мікробульбашками, щоб спричинити тимчасове порушення гематоенцефалічного бар’єру, що спричиняє витік молекул, таких як циркулююча пухлинна ДНК, РНК і білки, у кров. Тоді цей матеріал можна зібрати та проаналізувати. Цей метод був випробуваний на тваринах, і тепер вчені також продемонстрували, що сонобіопсія може бути безпечно використана на людях. Результати, які відкривають нові діагностичні шляхи, були опубліковані в npj Precision Oncology.

У 1980-х і 1990-х роках структурна та функціональна візуалізація мозку, отримана за допомогою новоствореної техніки магнітно-резонансної томографії (МРТ), зробила революцію в діагностиці захворювань мозку, сказав один із старших авторів дослідження та один із винахідників сонобіопсії Ерік С. Лойтхардт, доктор медичних наук, професор з кількох дисциплін у Вашингтонському університеті в Сент-Луїсі (WUSTL).

«Сонобіопсія — це третя революція, молекулярна революція. За допомогою цієї техніки ми можемо отримати зразок крові, який відображає експресію генів і молекулярні особливості в місці ураження мозку. Це як біопсія мозку без небезпеки операція на мозку».

Ураження головного мозку можна визначити за допомогою ультразвуку з точністю до міліметра, а потім мікробульбашки доставляють у кров. Мікробульбашки рухаються до цільового місця та вибухають, утворюючи невеликі отвори в гематоенцефалічному бар’єрі, які зазвичай закриваються протягом кількох годин і не спричиняють остаточного пошкодження. Молекули залишають мозок через ці отвори, і стандартний забір крові може їх захопити. Вашингтонський університет володіє патентом на технологію сонобіопсії.

У цьому дослідженні була проведена сонобіопсія п’яти пацієнтів з пухлиною мозку, після чого пухлини були видалені. Зразки крові показали, що сонобіопсія може збільшити циркулюючу ДНК з пухлин у 1,6-5,6 разів, залежно від типу ДНК. Генетичні зміни в ДНК пухлини можуть розповісти лікарям про те, наскільки серйозною та агресивною є пухлина та як швидко слід проводити операцію. Процедура не завдала шкоди і виявилася абсолютно безпечною для пацієнтів.

«Ми, по суті, започаткували нову галузь дослідження захворювань мозку», — сказав один із старших авторів дослідження та один із винахідників сонобіопсії Хонг Чен, доктор філософії, доцент WUSTL.

За допомогою цього неінвазивного інструменту можна отримати доступ до кожної частини мозку, який може надати важливу інформацію про пухлини до операції, зазначив Чен. «Якщо [хірурги] бачать щось підозріле на візуалізації, вони можуть підтвердити, чи є пухлина рецидивом чи ні. Тепер ми можемо почати досліджувати захворювання, для яких хірургічна біопсія не робиться, наприклад розлади нервової системи, нейродегенеративні та психіатричні розлади».

Цю методику можна виконувати за допомогою портативного ультразвукового інструменту та стереотаксичної указки. Нейрохірурги могли використовувати його без додаткової підготовки. Це простий у використанні, і його можна зробити в клініці або в кабінеті лікаря. Високотехнологічні сканери не будуть потрібні для лікування пацієнтів, і це може допомогти всім пацієнтам отримати доступ до розширеної діагностики, додав Лойтхардт.

Непов’язане дослідження також показало, що терапевтичні засоби можуть бути доставлені в мозок за допомогою цілеспрямованої ультразвукової техніки, яка також тимчасово порушує гематоенцефалічний бар’єр. Цей метод називається фокусованим ультразвуковим розкриттям гематоенцефалічного бар’єру (FUS-BBBO). Про ці висновки повідомили в генній терапії.

Джерела: Вашингтонський університет у Сент-Луїсі, npj Precision Oncology, Gene Therapy