Американские ученые описали потенциальный новый способ диагностирования рака мозга глиобластомы посредством анализа крови. Метод состоит в предварительном использовании сфокусированного на мозге ультразвука, что увеличивает проницаемость гематоэнцефалического барьера и позволяет попасть из мозга в кровь биомаркерам опухоли в виде фрагментов ДНК раковых клеток.

Почему важно разработать новый подход к диагностированию рака мозга?
Диагностирование раковых опухолей головного мозга сопровождается рядом вызовов. Для диагностирования других типов рака часто достаточно информативным провести анализ крови на выявление типичных биомаркеров опухоли, например, фрагментов ДНК из их клеток, циркулирующих в крови. Но в случае с опухолями мозга это не совсем оправдано из-за наличия гематоэнцефалического барьера. Это структура, состоит главным образом из кровеносных сосудов мозга, которая избирательно препятствует проникновению молекул из крови в центральную нервную систему или наоборот. Ее функция – защитить важную и чувствительную нервную ткань от воздействия потенциальных вредных веществ, которые могут содержаться в крови. Но вместе с тем, гематоэнцефалический барьер не пропускает из мозга в кровь отдельные молекулы, в частности биомаркеры мозговых опухолей. Поэтому анализ крови на выявление биохимических признаков рака мозга является малоинформативным. Самый точный способ диагностирования в таком случае заключается в биопсии — взятии небольшого количества мозговой ткани для изучения.
 
Процедура травматическая, требующая значительной сноровки врача, сопровождается дополнительными рисками, а иногда вообще невозможна из-за особенностей расположения опухоли. Но ученые из Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Иллинойского университета в Чикаго нашли потенциальную замену биопсии, позволяющей все же обнаружить в крови биомаркеры опухолей мозга. а иногда вообще невозможна из-за особенностей расположения опухоли. Но ученые из Вашингтонского университета в Сент-Луисе и Иллинойского университета в Чикаго нашли потенциальную замену биопсии, позволяющей все же обнаружить в крови биомаркеры опухолей мозга, которая иногда вообще невозможна из-за
особенностей расположения опухоли.
Каким образом ученые обошли гематоэнцефалический барьер?
Они попытались найти способ временно увеличить проницаемость гематоэнцефалического барьера, благодаря чему в кровь могла бы попасть циркулирующая ДНК опухолей. В конце концов, ученые подумали, что помочь может фокусированный ультразвук. Несколько предварительных исследований применяли метод для успешноой доставки препаратов из крови в мозг. Замысел состоит в нацеливании на конкретную часть мозга пациента фокусированного ультразвука, тогда как в кровоток ему вводятся микропузырьки безопасного контрастного вещества. При прохождении через мозговые сосуды, обрабатываемые ультразвуком, пузыри начинают вибрировать и частично разрушают стенки сосудов. Благодаря этому те становятся более проницаемыми, так что к ним легче могут попасть биомаркеры опухолей мозга. Следовательно, их можно «выловить» взятием и анализом крови.

Проверку предположения провели сначала на мышах с наиболее распространенным и агрессивным типом рака мозга у людей - глиобластомой. Следовательно, опыты повторили на больших животных — свиньях с глиобластомой, что позволит лучше оценить целесообразность подобного вмешательства у людей. Испытуемые испытывали высокоточное влияние фокусированного ультразвука благодаря контролю над процедурой с помощью магнитно-резонансной томографии. Сразу после процедуры осуществляли забор крови, который анализировали методом полимеразной цепной реакции на наличие циркулирующей ДНК, свойственной глиобластомам специфических генетических мутаций EGFRvIII и TERT C228T .

Звуковая биопсия или сонобиопсия (sonobiopsy), как назвали ее авторы, действительно увеличила количество ДНК опухолей в крови до уровня, когда их можно легче обнаружить доступными способами. У мышей концентрация EGFRvIII в крови после процедуры была в 920 раз больше по сравнению с мышами, не проходившими ее. Чувствительность метода по этому показателю, возросла с 7,14 процента до 64,71 процента. В то же время концентрация TERT C228T была больше в среднем в 10 раз после сонобиопсии, а чувствительность выросла с 14,29 до 45,83 процента.

У свиней были получены подобные положительные результаты. Так, уровень EGFRvIII после процедуры увеличился в 270 раз, а чувствительность диагностирования по ним выросла с 28,57 до 100 процентов. Для показателя TERT C228T чувствительность изменилась с 42,86 до 71,43 процента.

Как у мышей, так и у свиней не было отмечено серьезных побочных эффектов от вмешательства. У них не выявили роста риска кровоизлияний или отмирания клеток. Частичное разрушение и увеличение проницаемости гематоэнцефалического барьера наблюдалось преимущественно только в месте непосредственного воздействия, и эти эффекты проходят через несколько дней. Но учёные говорят, что последующие опыты позволят лучше оценить потенциальные риски от процедуры звуковой биопсии. Они надеются, что проверенная ими технология позволит в будущем диагностировать глиобластому и другие типы рака мозга у людей на раннем этапе посредством относительно простого обнаружения циркулирующей опухолевой ДНК в крови.