Исследователи из Методистской больницы Хьюстона смогли улучшить способ доставки препаратов в мозг. С помощью своего открытия они надеются повысить эффективность лечения опухолей. Научная работа была опубликована в журнале Communications Biology.
Ввести нужную дозировку лекарства в мозг — задача не из простых. Мозг отгородился «стеной», или гематоэнцефалическим барьером, который не пропускает ряд препаратов в том числе для лечения опухолей мозга. Чтобы его преодолеть, ученые взяли за основу транспорт препаратов с усиленной конвекцией (Convention-Enhanced Delivery, CED).
Во время CED лекарство поступает в мозг с постоянной скоростью. Для этого имплантируют катетер, который подключают к помпе, позволяющей под давлением закачивать в ткань мозга нужный препарат. Благодаря CED площадь проникновения химиопрепарата почти в 4000 раз больше, чем при прямом введении лекарства в мозг.
Однако несмотря на свои преимущества, при CED препараты не всегда могут попасть в опухоль. Скорее всего, так происходит из-за разнородности, или гетерогенности ее ткани. К тому же, во время доставки врачи не могут видеть, как и куда движется лекарство. Кроме того, нейроонкологов смущает площадь проникновения препаратов: она большая, а значит есть риск повреждения здоровой ткани.
«Градиент давления, который необходим для проникновения в определенные участки мозга, — одно из самых серьезных препятствий для успешного применения CED. Например, в опухолях мозга часто наблюдается повышенное давление по сравнению с окружающими тканями и сосудистой сетью. Это затрудняет доступ препарата в опухоль с помощью CED», — отмечается в исследовании.
Чтобы обойти эти проблемы, ученые из Хьюстона попробовали улучшить CED с помощью электрического поля. Метод получил название «Электрокинетическая доставка с усиленной конвекцией» (ECED).
ECED использует электрическое поле для доставки молекул и биологически активных веществ в определенные области мозга благодаря электроосмосу и электрофорезу. То есть при таком способе не нужно создавать градиент давления, а инфузию препаратов можно выполнить по направлению электрического тока. Благодаря чему врачи могут спроектировать путь доставки препаратов и потенциально лучше воздействовать на опухоль мозга.
«Доставка терапевтических средств таким образом имеет множество применений. Она может улучшить лечение опухолей, а также черепно-мозговых травм и дегенеративных заболеваний — множество ситуаций, когда нам необходимо более целенаправленно доставлять жизненно важные препараты в мозг», — отметил доктор Амир Фараджи, главный исследователь и нейрохирург.
Исследование проводилось на мышах. Но ученые надеются, что смогут лучше изучить ECED и применить эту экспериментальную терапию на людях.
Электроосмос — направленное движение жидкости через капиллярно-пористую перегородку (в данном случае головной мозг) под влиянием электрического поля.
Электрофорез — перемещение молекул и биологически активных веществ в жидкой или газообразной среде при воздействии электрического поля.
Источник: журнал Communications Biology
Фото: https://www.freepik.com/