Sonobiopsja zapewnia nieinwazyjną metodę diagnozowania guza mózgu – Świat Fizyki

Diagnozowanie guza mózgu zwykle obejmuje neuroobrazowanie za pomocą tomografii komputerowej i rezonansu magnetycznego, a następnie resekcję chirurgiczną lub biopsję tkanki. Nieinwazyjną i niedrogą alternatywą jest biopsja płynna z krwi, która analizuje krążące biomarkery we krwi w celu uzyskania informacji molekularnych i genetycznych na temat nowotworu i podjęcia decyzji dotyczących leczenia. Niestety, biomarkery pochodzące z nowotworu mózgu wykrywane są jedynie w nielicznych ilościach, gdyż bariera krew-mózg (BBB) ​​uniemożliwia przenikanie takich biomarkerów do krążenia obwodowego.

Aby rozwiązać ten problem, naukowcy z Washington University w St. Louis wykorzystują skupione ultradźwięki (FUS) i mikropęcherzyki, aby tymczasowo rozerwać barierę krew-mózg i uwolnić duże ilości biomarkerów do krwioobiegu w celu analizy. W pierwszym prospektywnym badaniu przeprowadzonym na ludziach odkryli, że indukowane FUS uwalnianie biomarkerów do krwiobiegu – metoda nazywana przez nich sonobiopsją – jest wykonalne i bezpieczne w użyciu.

„Dzięki tej technice możemy uzyskać próbkę krwi odzwierciedlającą ekspresję genów i cechy molekularne w miejscu uszkodzenia mózgu. To jak biopsja mózgu bez ryzyka operacji mózgu” – wyjaśnia współautor Erica Leuthardta w oświadczeniu prasowym.

Przezczaszkowa metoda FUS o niskiej intensywności, stosowana w połączeniu z dożylnie wstrzykiwanymi mikropęcherzykami, zapewnia czasowe i odwracalne otwarcie BBB i może celować w zmiany w mózgu z dokładnością do milimetra. Mikropęcherzyki, tradycyjnie stosowane jako ultradźwiękowe środki kontrastowe, pod wpływem FUS ulegają kawitacji i wzmacniają jego działanie mechaniczne.

Aby wykonać sonobiopsję, technikę zapoczątkowaną przez Leuthardta i współautora Hong Chnzespół opracował kompaktowe urządzenie FUS, które można bezpośrednio podłączyć do klinicznej sondy do neuronawigacji, umożliwiając precyzyjne ustawienie przetwornika FUS. Konstrukcja ta umożliwia łatwą integrację sonobiopsji z istniejącymi procesami klinicznymi bez konieczności podejmowania przez neurochirurgów dodatkowego szkolenia.

Aby ocenić wykonalność i bezpieczeństwo sonobiopsji za pomocą przetwornika FUS pod kontrolą neuronawigacji, Leuthardt, Chen i współpracownicy przeprowadzili pilotażowe badanie jednoramienne z udziałem pięciu pacjentów z glejakiem o wysokim stopniu złośliwości (czterech miało glejaka wielopostaciowego, jeden miał rozlanego glejaka wysokiego stopnia ).

Naukowcy przeprowadzili sonobiopsję u znieczulonych pacjentów przed planowanym chirurgicznym usunięciem guza mózgu. Korzystając z uzyskanych wcześniej obrazów MRI i CT, aby zarejestrować położenie głowy pacjenta, umieścili przetwornik FUS tak, aby jego ostrość była skierowana w stronę lokalizacji guza. Po dożylnym wstrzyknięciu mikropęcherzyków zastosowano sonikację FUS przez 3 min.

Analiza próbek krwi pobranych przed oraz 5, 10 i 30 minut po sonikacji wykazała, że ​​sonobiopsja zwiększa stężenie krążącego DNA nowotworu (ctDNA). Obejmowało to maksymalny wzrost 1.6-krotny w przypadku fragmentów wolnego od komórek mononukleosomalnego DNA (cfDNA), 1.9-krotny w przypadku specyficznego dla pacjenta wariantu nowotworu ctDNA i 5.6-krotny w przypadku ctDNA z mutacjami TERT (które występują u ponad połowy pacjentów z glejakiem wielopostaciowym i związane ze złymi wynikami leczenia).

W badaniu potwierdzono również, że zabieg był bezpieczny i nie uszkadzał tkanki mózgowej. Podczas sonikacji FUS pacjenci nie wykazywali żadnych znaczących wahań parametrów życiowych ani nie wystąpiły żadne zdarzenia niepożądane. Próbki nowotworu pobrane podczas operacji nie wykazały mikrokrwotoków ani zmian strukturalnych pomiędzy obszarami poddanymi działaniu ultradźwięków i niepoddanymi działaniu ultradźwięków.

Implant ultradźwiękowy pomaga w zapewnieniu skutecznej chemioterapii guzów mózgu

Naukowcy doszli do wniosku, że ich praca „stanowi kluczowy kamień milowy w wykazaniu wykonalności i bezpieczeństwa sonobiopsji u pacjentów z glejakiem o wysokim stopniu złośliwości”. Zwracają uwagę, że chociaż badanie to przeprowadzono na sali operacyjnej przed operacją, środowisko operacyjne i znieczulenie nie są istotne, a sonobiopsję można przeprowadzić w klinice lub przy łóżku pacjenta w szpitalu.

„Dzięki tej możliwości nieinwazyjnego i nieniszczącego dostępu do każdej części mózgu możemy teraz uzyskać informacje genetyczne z nowotworów na każdym etapie opieki nad pacjentem, począwszy od diagnozy nowotworu po monitorowanie leczenia i wykrywanie nawrotów” – mówi Chen. „Możemy teraz zacząć badać choroby, które tradycyjnie nie podlegają biopsjom chirurgicznym, takie jak zaburzenia neurorozwojowe, neurodegeneracyjne i psychiatryczne”.

Badanie opisano w npj Onkologia precyzyjna.

• Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
• PlatoData.Network Pionowe generatywne AI. Wzmocnij się. Dostęp tutaj.
• PlatoAiStream. Inteligencja Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
• PlatonESG. Węgiel Czysta technologia, Energia, Środowisko, Słoneczny, Gospodarowanie odpadami. Dostęp tutaj.
• Platon Zdrowie. Inteligencja w zakresie biotechnologii i badań klinicznych. Dostęp tutaj.
• Źródło: https://physicsworld.com/a/sonobiopsy-provides-a-non-invasive-route-to-brain-tumour-diagnosis/