研究明确了聚焦超声辅助治疗脑肿瘤的机制

由马萨诸塞州综合医院（MGH）调查人员领导的一项研究已经分析了利用聚焦超声的机制，以改善将血脑屏障的抗癌药物递送到脑肿瘤。他们的报告发表在pnas.在乳腺癌脑转移动物模型中使用先进的显微拷贝技术和数学建模来跟踪这种有前途的微创治疗方法的潜力。该团队还包括来自乔治亚理工学院、爱丁堡大学和布里格姆妇女医院的调查人员。

“这血脑屏障在治疗脑恶性肿瘤时是一种挑战，因为它可以阻碍药物递送，“联合对应和共同主导作者Costas Arvanitis，博士说：”即使是药品到达脑循环时，肿瘤内及周围血管异常导致给药不均匀，部分区域呈低浓度瘤。如果药物到达肿瘤区域并穿过异常血管墙壁，它遇到肿瘤内的致密组织，可以阻止对恶性细胞的途径。我们试图使用新的方法，这些方法可以提高这些异常的运输性质，以增强整个脑肿瘤的药物递送和疗效。“格鲁吉亚理工学院助理教授的arvanitis曾在这项研究中在edwin L. Steele Laboratore致力于肿瘤生物学在MGH的放射肿瘤科和新的生物医学声学和佐治亚理工学院的图像引导治疗实验室。

专注超声波将多个超声能量集中在体内的单个斑点上。微泡 - 响应于超声波的微小脂质气泡 - 注射到循环中的超声信号可以暂时突破靶位部位的血脑屏障。虽然这种方法已经在动物模型中进行了研究，但在有前途的结果 - 在包括初级的条件下导致第1阶段临床试验脑部肿瘤例如胶质母细胞瘤，其潜在机制尚未被充分了解。为了更多地了解聚焦超声治疗脑肿瘤的特性，该团队使用先进的显微镜技术，在活体老鼠的大脑中植入了her2阳性乳腺癌细胞。

在他们的实验中，研究人员探讨了聚焦超声以增强两种类型的抗癌剂的能力 - 常见的化疗药物Doxorubi蛋白和靶向药物T-DM1，其结合了患者的患者群体曲据（Herceptin）用细胞毒性DM1。该方法不仅改善了在血管壁上的两种药物的递送，对于较小的多柔比蛋白分子甚至更好地改善，还改善了肿瘤组织内两种药物的分布。首次，MGH团队的实验表明，聚焦超声提高了线肿瘤血管的内皮细胞的渗透性，导致那些细胞占用多柔比星。

“细胞跨膜传播和通过聚焦超声的增加的探测器通过聚焦超声波迄今为止，”钢铁实验室“的共同领导作者Vasileios Astoxylakis，MD，博士学位，在MGH的钢材实验室的联合铅作者Vasileios Assoxylakis。“在聚焦超声的同时也将抗体 - 药物缀合物T-DM1的渗透升高到肿瘤中，药物施用后五天的改善减少，支持T-DM1积累的假设是瞬时提高渗透性的结果肿瘤血管”。

高分辨率成像允许调查人员在施用超声后肿瘤内细胞内的间质液流动的增加，并揭示其在改善药物递送方面的作用。数学建模使研究人员能够量化聚焦 - 超声诱导的组织和细胞传输性能的变化，并确定改善药物递送的最佳条件。这些结果可以为开发新策略和临床试验设计的框架提供框架，这些临床试验将有前途的疗法与聚焦超声相结合。

“通过解释和强调将聚焦超声与不同药物结合的潜力来治疗脑转移，我们的研究结果为该技术的最佳临床应用提供了重要的科学原则，”博士博士表示，博士说。哈佛大学医学院肿瘤生物学和探矿肿瘤学厨师教授的钢铁实验室。“特别地，它们可以允许鉴定特定的给药方案，以改善药物吸收 - 例如缓慢输注而不是推注给药 - 并支持该方法需要针对不同药物单独测试的方法。通过为更多理性设计奠定基础更深入地了解基于专注的超声治疗，我们的工作可以帮助改善任何治疗方法脑肿瘤 - 初级或转移 - 也可以通过改善肿瘤杀伤免疫细胞的局部递送来彻底改变肿瘤免疫疗法的方法。“

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