В исследовании, опубликованном в журнале Nano Letters, исследуется способ сделать высокоинтенсивный сфокусированный ультразвук менее вредным для здоровых тканей.

Орегонский университет здравоохранения и науки стал первой больницей в штате Орегон, которая предложила лечение рака предстательной железы с использованием роботизированного высокоинтенсивного сфокусированного ультразвукового устройства. Исследователи из Центра перспективных исследований раннего выявления рака Института рака Найта OHSU, или CEDAR, хотели усовершенствовать категорию сфокусированного ультразвука, известную как механическая абляция опухоли.

Этот метод использует энергию для уничтожения солидных опухолей без хирургического вмешательства. Однако использование сфокусированного ультразвука для лечения солидных опухолей сопряжено с двумя основными проблемами: обычно требуется много энергии, которая может выделять тепло и вредить здоровым тканям, и даже если опухоль разрушена, некоторые раковые клетки могут выжить и позволить раку вернуться.

"В этом исследовании мы разработали крошечную частицу - примерно в тысячу раз меньшую, чем ширина листа бумаги, - которая помогает более эффективно лечить рак", - сказал Майкл Хендерсон, бакалавр, соавтор исследования.

"Эти наночастицы сконструированы с маленькими пузырьками на их поверхности. При воздействии сфокусированного ультразвука пузырьки лопаются и выделяют энергию, которая помогает более точно уничтожать опухоли", - сказал он. "Частицы также покрыты специальной молекулой, называемой пептидом, которая помогает им прилипать к опухолям и легче проникать в раковые клетки".

Чтобы сделать терапию еще более эффективной, ученые также прикрепили мощный химиотерапевтический препарат к пептиду на поверхности наночастицы. Ли Сян, доктор философии, аспирант CEDAR и другой соавтор исследования, описывает этот метод как "один-два удара".

"Ультразвук физически разрушает опухоль, а препарат помогает устранить любые оставшиеся раковые клетки, которые могут привести к возвращению опухоли", - сказала она.

В доклинических моделях меланомы человека эта комбинация привела к более глубокому разрушению опухоли и более эффективной доставке лекарств, чем любое из методов лечения по отдельности.

"Наши наночастицы снижают энергию, необходимую для ультразвуковой обработки, до 100 раз", - сказал Хендерсон. "Это позволяет нам использовать короткие ультразвуковые импульсы для механического разрушения опухолей, не перегревая окружающие ткани".

При тестировании на мышах с опухолями меланомы человека комбинированное лечение - ультразвук плюс наночастицы, содержащие лекарственное средство, - привело к значительно лучшим результатам, чем любое лечение по отдельности. В некоторых случаях опухоли полностью исчезали и улучшалась общая выживаемость более чем на 60 дней без каких-либо серьезных побочных эффектов.

Новая платформа в конечном итоге может быть использована для других методов лечения, включая инфекции или сердечно-сосудистые заболевания, где может оказаться полезным сочетание механической и медикаментозной терапии.

"То, что началось в 2018 году как исследование удаления опухолей с помощью наночастиц, превратилось в многофункциональную платформу, обеспечиваемую простым смешиванием - теперь мы рады внедрить это в иммунотерапию", - сказал Адем Йилдирим, доктор философии, старший автор исследования и доцент кафедры онкологических наук в Медицинской школе OHSU. Институт рака имени Найта университета Огайо. "Сочетая сфокусированный ультразвук с умной доставкой лекарств, мы видим новый многообещающий способ более эффективной борьбы с раком и снижения вероятности его возвращения".

Хендерсон сказал, что будущие комбинированные методы лечения, в данном случае ультразвук и иммунотерапия, могут помочь выйти за рамки того, что каждая терапия делает сама по себе.