Сонобиопсия обеспечивает неинвазивный способ диагностики опухолей головного мозга

Диагностика опухоли головного мозга обычно включает нейровизуализацию с помощью КТ и МРТ с последующей хирургической резекцией или биопсией ткани. Неинвазивной и недорогой альтернативой является жидкая биопсия на основе крови, при которой анализируются циркулирующие в крови биомаркеры для получения молекулярной и генетической информации об опухоли и принятия решения о лечении. К сожалению, биомаркеры, полученные из опухолей головного мозга, обнаруживаются лишь в ограниченных количествах, поскольку гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) предотвращает передачу таких биомаркеров в периферическое кровообращение.

Чтобы решить эту проблему, исследователи из Вашингтонский университет в Сент-Луисе используют фокусированный ультразвук (ФУЗ) и микропузырьки, чтобы временно разрушить ГЭБ и высвободить большое количество биомаркеров в кровоток для анализа. В ходе первого проспективного исследования на людях они обнаружили, что высвобождение биомаркеров в кровоток, вызванное FUS (метод, который они называют сонобиопсией), возможно и безопасно для использования.

«С помощью этого метода мы можем получить образец крови, который отражает экспрессию генов и молекулярные особенности в месте поражения головного мозга. Это похоже на биопсию головного мозга без опасностей, связанных с хирургическим вмешательством на головном мозге», — объясняет состарший автор. Эрик Лейтхардт В заявлении для прессы.

Транскраниальный ФУЗ низкой интенсивности, используемый в сочетании с внутривенным введением микропузырьков, обеспечивает временное и обратимое открытие ГЭБ и может воздействовать на поражения головного мозга с точностью до миллиметра. Микропузырьки, которые традиционно используются в качестве контрастных веществ для ультразвука, подвергаются кавитации при воздействии ФУЗ и усиливают его механическое воздействие.

Для выполнения сонобиопсии, метода, впервые разработанного Лойтхардтом и состаршим автором. Хонг Чен, команда разработала компактное устройство ФУЗ, которое можно напрямую прикрепить к клиническому нейронавигационному датчику, что позволяет точно позиционировать датчик ФУЗ. Такая конструкция позволяет легко интегрировать сонобиопсию в существующие клинические рабочие процессы, не требуя от нейрохирургов прохождения дополнительного обучения.

Чтобы оценить возможность и безопасность сонобиопсии с помощью датчика FUS под контролем нейронавигации, Лейтхардт, Чен и коллеги провели пилотное одногрупповое исследование с участием пяти пациентов с глиомой высокой степени злокачественности (четыре имели глиобластому, один имел диффузную глиому высокой степени злокачественности). ).

Исследователи проводили сонобиопсию пациентов под наркозом перед запланированным хирургическим удалением опухоли головного мозга. Используя изображения МРТ и КТ, полученные заранее, чтобы зарегистрировать положение головы пациента, они расположили датчик FUS так, чтобы совместить его фокус с местоположением опухоли. После внутривенного введения микропузырьков они применяли ультразвуковую обработку FUS в течение 3 минут.

Анализ образцов крови, собранных до и через 5, 10 и 30 минут после обработки ультразвуком, показал, что сонобиопсия увеличивает концентрацию циркулирующей опухолевой ДНК (цДНК). Это включало максимальное увеличение в 1.6 раза для фрагментов мононуклеосомной бесклеточной ДНК (вкДНК), в 1.9 раза для специфического для пациента опухолевого варианта ктДНК и в 5.6 раза для ктДНК с мутациями TERT (которые присутствуют более чем у половины пациентов с глиобластомой). и связано с плохими результатами лечения).

Исследование также подтвердило, что процедура безопасна и не повреждает ткани головного мозга. Во время ультразвуковой обработки ФУЗ у пациентов не наблюдалось каких-либо существенных колебаний жизненно важных показателей и не было побочных эффектов. Образцы опухолей, собранные во время операции, не выявили микрокровоизлияний или структурных изменений между обработанными ультразвуком и необработанными ультразвуком областями.

Ультразвуковой имплантат помогает проводить мощную химиотерапию при опухолях головного мозга

Исследователи заключают, что их работа «маркирует важную начальную веху в демонстрации возможности и безопасности сонобиопсии у пациентов с глиомой высокой степени злокачественности». Они отмечают, что, хотя это исследование проводилось в операционной перед операцией, операционная среда и анестезия не являются обязательными, и сонобиопсию можно использовать в клинике или у больничной койки пациента.

«Благодаря этой возможности неинвазивного и неразрушающего доступа к каждой части мозга мы теперь можем получать генетическую информацию об опухолях на каждом этапе лечения пациентов, начиная от диагностики опухоли до мониторинга лечения и выявления рецидивов», — говорит Чен. «Теперь мы можем начать исследовать заболевания, которые традиционно не подвергаются хирургической биопсии, такие как нарушения развития нервной системы, нейродегенеративные и психиатрические расстройства».

Исследование описано в npj Прецизионная онкология.

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
• ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
• ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
• Источник: https://physicsworld.com/a/sonobiopsy-provides-a-non-invasive-route-to-brain-tumour-diagnosis/