Проти цілої низки невиліковних хвороб, які вражають мозок людини, існують ефективні препарати. Проте більшість з них не досягає мети, бо на шляху до мозку їх спиняє гематоенцефалічний бар'єр – потужний захисний механізм, що вберігає найважливіший орган людини від потрапляння з крові небажаних речовин та мікроорганізмів. Незабаром науковці випробують методику, що дозволить тимчасово нейтралізувати цю оборону. Якщо пощастить, вчені зроблять величезний крок вперед на шляху до лікування раку, хвороб Паркінсона й Альцгеймера, шизофренії та клінічної депресії.
Кровоносні судини в мозку оточені щільним шаром ендотеліальних клітин, що не пропускають і токсини, й корисні препарати. Дослідники розробили спосіб, у який можна тимчасово нейтралізувати фізіологічний захист: ін'єкція мікроскопічних газових бульбашок, які поширюяться по цілому організмові; потім на мозок хворих потрібно впливати сфокусованим ультразвуковим випромінюванням. Це створить високочастотну вібрацію бульбашок, яка порушить зчеплення клітин ендотелію і на 6 годин зруйнує цілісність гематоенцефалічного бар'єру.
Гематоенцефалічний бар'єр (ГЕБ) – фізіологічний механізм, який захищає мозок людини від потрапляння вірусів, бактерій та будь-яких інших шкідливих мікроорганізмів і речовин із кровоносної системи. ГЕБ складається зі щільного шару клітин ендотелію, вони огортають кожну судину в мозку. Бар'єр відфільтровує токсини та мікроорганізми; необхідні для життєдіяльності сполуки (глюкоза, певні амінокислоти) оминають перешкоди завдяки спеціальним транспортним механізмам (методові полегшеної дифузії).
Недолік такої «вогняної стіни»: вона повністю або значною мірою блокує проходження медичних препаратів. Серед винятків є низка хімічних речовин, розчинних у жирах та ліпідах. Але з них користі мало: проникаючи до всіх куточків організму, хімікати викликають численні побічні ефекти.
«Долання гематоенцефалічного бар'єру є надзвичайно важливим. Адже саме він обмежує можливості розвитку інноваційних медпрепаратів у нейробіології», – розповідає Барт Де Струпер, співдиректор Левенсього інституту нейробіології та захворювань мозку (Бельгія).
Куллерво Хайнайнен, медичний фізик із Саннібрукського дослідницького інституту в Торонто (Канада), вважає: розв'язання проблеми можливе через застосування мікроскопічних газових бульбашок. Їх випадково відкрили рентгенологи у 60-х рр. ХХ ст.: крихітні бульбашки в крові робили чіткішими ультразвукові зображення. Згодом вивчили шляхи застосування цих мікропорожнин для полегшення транспортування медикаментів до важкодоступних ракових пухлин.
У дослідженні Хайнайнена візьмуть участь 10 добровольців, у яких виявили злоякісну пухлину мозку. Спершу пацієнти пройдуть звичайну хіміотерапію, в її процесі медикаменти зазвичай не долають гематоенцефалічного бар'єру. Потім пацієнтам зроблять ін'єкцію мікробульбашок, які поширяться по цілому організмові. Вони потраплять і в судини, з’єднані з мозком.
Наступний етап лікування полягатиме в використанні високоінтенсивного сфокусованого ультразвуку. Добровольці вдягнуть головний убір, на якому буде багатьма передавачів, вони спрямують ультразвукові хвилі до мозоку. Так само, як і збільшувальне скло концентрує сонячне проміння, так й УЗ-хвилі можна сфокусувати на орган. Мікробульбашки в крові почнуть резонувати.
Вібруючи, бульбашки розширюватимуться й скорочуватимуться із частотою майже 200 тисяч разів на секунду – це послабить зв’язок між ендотеліальними клітинами, що формують ГЕБ. Необхідно дозволити протираковим препаратам із кров'яних судин «прокрастися» через прогалини в бар'єрі до клітин пухлини.
Ультразвукове випромінювання триватиме до 2 хвилин. За цей час довкола злоякісного утворення сподіваються утворити 9 «прогалин» у гематоенцефалічному бар'єрі. Щоб пересвідчитися, що задум вдався, вчені введуть у кров флуоресцентний маркер і за допомогою магнітно-резонансної томографії спостерігатимуть за шляхом його наближення до ракових пухлин. Потім хірургічним шляхом у пацієнтів видалять злоякісне утворення. Дослідники перевірять, чи стала більшою концентрація протиракових хімікатів там, куди спрямовували ультразвук.
Цілісність гематоенцефалічного бар'єру відновлюється майже відразу після вимкнення ультразвуку, – розповідає Хайнайнен. До нормального стану він повернеться впродовж 6 годин. Незважаючи на те, що усунення перешкод для медпрепаратів відкриває дорогу й небажаним токсинам, експерименти на тваринах засвідчили: побічних ефектів – небагато. Довгострокових наслідків для здоров'я чи поведінки не помітили взагалі.
«Небезпека заразитися бактеріями не більша, ніж за відкритої хірургії мозку», – стверджує Хайнайнен. Важливо, що терапія є безконтактною та безболісною. «Теоретично, пацієнтів можна відразу після процедури відправляти додому», – припускає дослідник.
«Ефективні, але найголовніше – безпечні та зворотні методи руйнування ГЕБу –наважливіша мета нейробіології, яку намагаються досягнути впродовж багатьох років, – розповіла Елеанор Страйд, дослідниця з Оксфордського університету, яка вивчає шлях лікарських препаратів до цільових органів. – Насправді, це чудова новина. Якщо результати вдасться повторити на людях, то відбудеться сильний поступ у лікуванні цілої низки хвороб».
Медикамент «трастузумаб» (продається під назвою «герцептин») – ефективний проти деяких видів раку грудей. Але він не може подолати ГЕБ і потрапити до пухлини, що розвивається в мозку. Тимчасова нейтралізація гематоенцефалічного бар'єру мусила б допомогти. Ймовірно, вдасться створити високоспеціалізовані медикаменти, призначені для мозкових рецепторів, – розповів Де Струпер про роботу над шляхами лікування психічних захворювань, зокрема шизофренії та клінічної депресії.
Науковці планують кинути виклик хворобі Альцгеймера. Раніше в експериментах на сірій речовині, вирощеній у чашці Петрі, підтвердили цілющу дію препаратів проти недуги: антитіла знищили протеїнові бляшки, що руйнують нервові стовбури та синапси, які передають інформацію між клітинами. Ці деструктивні процеси й зумовлюють деменцію Альцгеймера. «На нашу думку, випробування антитіл на людях було невдалим, бо не вдалося забезпечити потрапляння їх у достатній кількості до мозку хворих, – вважає Хайнайнен. – Отже, ми сподіваємося ще раз протестувати препарати на людях, можливо, за рік – залежно результатів початкових експериментів».
На думку Хайнайнена, при лікуванні хвороби Альцгеймера слід захистити ті ділянки мозку, де зосереджено найбільше протеїнових бляшок, там хвороба проявляється найвиразніше. За кілька сеансів терапія охопить весь мозок. Учений наголошує: така процедура – безпечна: «Хвороба прогресує повільно, тобто у нас буде вдосталь часу, щоб розділити мозок на секції і пролікувати їх по черзі. Перед тим, як перейти до наступної ділянки мозку, попередня секція зможе відновитися».
Зреферував Олег КАЧАН
Оригінал за посиланням http://www.newscientist.com
21.06.2014