Сонобіопсія забезпечує неінвазивний спосіб діагностики пухлин головного мозку – Physics World

Діагностика пухлини головного мозку зазвичай передбачає нейровізуалізацію за допомогою КТ і МРТ з подальшим хірургічним видаленням або біопсією тканини. Неінвазивною та недорогою альтернативою є рідинна біопсія на основі крові, яка аналізує циркулюючі біомаркери в крові для отримання молекулярної та генетичної інформації про пухлину та прийняття рішень щодо лікування. На жаль, біомаркери, отримані від пухлин головного мозку, виявляються лише в незначних кількостях, оскільки гематоенцефалічний бар’єр (ГЕБ) перешкоджає переміщенню таких біомаркерів у периферичний кровообіг.

Щоб вирішити цю проблему, дослідники в Вашингтонський університет у Сент-Луїсі використовують сфокусований ультразвук (ФУЗ) і мікробульбашки, щоб тимчасово порушити ГЕБ і вивільнити велику кількість біомаркерів у кров для аналізу. У першому проспективному дослідженні на людях вони виявили, що індуковане FUS вивільнення біомаркерів у кров – метод, який вони називають сонобіопсією – є можливим і безпечним для використання.

«За допомогою цієї техніки ми можемо отримати зразок крові, який відображає експресію генів і молекулярні особливості в місці ураження мозку. Це все одно, що робити біопсію мозку без небезпеки операції на мозку», – пояснює один із авторів Ерік Лойтхардт у заяві для преси.

Транскраніальна ФУЗ низької інтенсивності, яка використовується в поєднанні з мікробульбашками, що вводяться внутрішньовенно, забезпечує тимчасове та оборотне відкриття ГЕБ і може націлюватися на ураження мозку з точністю до міліметра. Мікробульбашки, які традиційно використовуються як ультразвукові контрастні речовини, зазнають кавітації під час впливу ФУС і посилюють його механічні ефекти.

Виконати сонобіопсію, техніку, яку вперше запровадили Лойтхардт і співавтор Хонг Чен, команда розробила компактний пристрій FUS, який можна безпосередньо приєднати до клінічного нейронавігаційного датчика, забезпечуючи точне позиціонування датчика FUS. Така конструкція дозволяє легко інтегрувати сонобіопсію в існуючі клінічні робочі процеси, не вимагаючи від нейрохірургів додаткового навчання.

Щоб оцінити доцільність і безпеку сонобіопсії за допомогою нейронавігаційного перетворювача FUS, Leuthardt, Chen та його колеги провели пілотне дослідження з однією групою п’яти пацієнтів із гліомою високого ступеня злоякісності (у чотирьох була гліобластома, у одного – дифузна гліома високого ступеня злоякісності). ).

Дослідники провели сонобіопсію пацієнтів під наркозом перед запланованим хірургічним видаленням пухлини мозку. Використовуючи зображення МРТ і КТ, отримані заздалегідь, щоб зареєструвати положення голови пацієнта, вони розташували датчик FUS, щоб вирівняти його фокус на місці пухлини. Після внутрішньовенної ін’єкції мікробульбашок вони застосовували ультразвукову обробку FUS протягом 3 хв.

Аналіз зразків крові, зібраних до та через 5, 10 і 30 хвилин після обробки ультразвуком, показав, що сонобіопсія збільшила концентрацію циркулюючої пухлинної ДНК (ctDNA). Це включало максимальне збільшення в 1.6 раза для фрагментів мононуклеосомної безклітинної ДНК (cfDNA), 1.9 раза для пацієнтоспецифічної ctDNA варіанту пухлини та 5.6 раза для ctDNA з мутаціями TERT (які присутні у більш ніж половини пацієнтів з гліобластомою). і пов’язані з поганими результатами лікування).

Дослідження також підтвердило, що процедура безпечна і не пошкоджує тканини мозку. Під час ультразвукової обробки FUS у пацієнтів не спостерігалося значних коливань життєво важливих ознак і побічних ефектів. Зразки пухлини, зібрані під час операції, не показали мікрокрововиливів або структурних змін між зонами, обробленими та не обробленими ультразвуком.

Ультразвуковий імплантат допомагає проводити потужну хіміотерапію пухлин головного мозку

Дослідники прийшли до висновку, що їхня робота «знаменує важливу початкову віху в демонстрації доцільності та безпеки сонобіопсії у пацієнтів з гліомою високого ступеня». Вони зазначають, що хоча це дослідження проводилося в операційній перед операцією, операційне середовище та анестезія не є необхідними, а сонобіопсію можна використовувати в клініці або біля ліжка пацієнта.

«Завдяки цій можливості неінвазивного та недеструктивного доступу до кожної частини мозку тепер ми можемо отримувати генетичну інформацію про пухлини на кожному етапі догляду за пацієнтом, починаючи від діагностики пухлини до моніторингу лікування та виявлення рецидивів», — каже Чен. «Тепер ми можемо почати досліджувати хвороби, які традиційно не піддаються хірургічній біопсії, такі як розлади нервової системи, нейродегенеративні та психічні розлади».

Дослідження описано в npj Прецизійна онкологія.

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Додайте собі сили. Доступ тут.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• ПлатонЕСГ. вуглець, CleanTech, Енергія, Навколишнє середовище, Сонячна, Поводження з відходами. Доступ тут.
• PlatoHealth. Розвідка про біотехнології та клінічні випробування. Доступ тут.
• джерело: https://physicsworld.com/a/sonobiopsy-provides-a-non-invasive-route-to-brain-tumour-diagnosis/