№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Рак печени удалось вылечить с помощью звуковых волн

Фото: Michigan Engineering

Ультразвуковой преобразователь для гистотрипсии с частотой 700 кГц и 260 элементами, используемый в исследовании

Пока ученые опробовали этот способ только на крысах.

С помощью сфокусированного ультразвука ученым удалось уничтожить до 75 процентов объема опухоли печени у лабораторных крыс. Они считают, что такое лечение стимулирует иммунную систему грызунов. 

По словам исследователей, у 80 процентов животных рак был уничтожен без признаков метастазов или рецидивов в течение трех месяцев, на протяжении которых они находились под наблюдением.

Лечение, называемое гистотрипсией, в настоящее время проходит испытания на людях с раком печени.

«Гистотрипсия – многообещающий вариант, который может преодолеть ограничения доступных в настоящее время методов абляции и обеспечить безопасную и эффективную неинвазивную абляцию опухоли печени», – Теджасви Ворликар, инженер-биомедик из Мичиганского университета.

Гистотрипсия, впервые разработанная в Мичиганском университете, кажется, дает новую надежду пациентам с одной из самых смертоносных форм рака. По статистике, в США пятилетняя выживаемость при раке печени составляет менее 18 процентов. 

В новом методе лечения используется ультразвуковой преобразователь – но не для отражения от внутренних структур в целях визуализации, а для физического разрушения раковых опухолей.

Метод работает с помощью ультразвуковой кавитации – аналогично методу, используемому для неинвазивного разрушения жировых клеток в процессе лечения ожирения. Волны ультразвука направляются на обрабатываемую область; вибрации генерируют крошечные пузырьки в ткани-мишени. Когда пузырьки схлопываются, ткань разрывается, разрушая эту часть опухоли.

Не всегда возможно нацелиться на всю опухоль. Расположение образований, их размер и стадия могут повлиять на то, безопасно ли использовать гистотрипсию на всей опухоли. Но исследователи обнаружили, что даже частичное лечение привело к полной регрессии опухолей у 81% крыс. Напротив, у 100% крыс в контрольной группе опухоль прогрессировала.

«Наш преобразователь подает ультразвуковые импульсы высокой амплитуды микросекундной длительности – акустическую кавитацию – для фокусировки на опухоли специально для ее разрушения. Даже если мы не воздействуем на всю опухоль, мы все равно можем вызвать регресс опухоли, а также снизить риск метастазирования в будущем», – Чжэнь Сюй, соавтор исследования из Мичиганского университета.

В ходе исследования 22 лабораторным крысам был имплантирован рак печени. Половина была оставлена ​​в качестве контрольной группы, восемь лечились с помощью гистотрипсии, нацеленной на 50-75 процентов объема опухоли. Для еще трех крыс гистотрипсия была нацелена всего на 25 процентов объема опухоли.

После лечения крыс усыпляли и препарировали, чтобы определить, насколько успешным было лечение. Исследователи искали признаки прогрессирования, метастазирования и иммунных маркеров.

Прогноз для контрольных крыс был, без преувеличений, ужасным. Все 11 имели признаки прогрессирования и метастазирования рака. В течение трех недель их опухоли достигли максимального размера, разрешенного этическими протоколами, и животных усыпили.

Фото: Michigan Engineering
Чжэнь Сюй (слева) и Теджасви Ворликар работают с ультразвуковым преобразователем

Но крысы, подвергавшиеся гистотрипсии, чувствовали себя намного лучше. Мало того, что лечение проходило без осложнений или побочных эффектов, у девяти из 11 крыс наблюдалась регрессия опухоли, и они прожили до конца исследования – около 10 недель.

Предыдущие исследования гистотрипсии показали, что лечение эффективно уменьшает объем опухоли. Новая работа показывает, что она, по-видимому, также значительно увеличивает выживаемость после лечения.

«Это исследование продемонстрировало потенциал гистотрипсии для успешной неинвазивной абляции опухоли и предотвращения локальной прогрессии опухоли и метастазов, о чем свидетельствуют МРТ и гистология.

В будущих исследованиях будет продолжено изучение безопасности, эффективности и биологических эффектов гистотрипсии для потенциального применения в клинике», – пишут авторы работы.