Представители Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) в США назвали биомедицинский инструмент, способный обманывать агрессивные опухоли головного мозга, такие как глиобластома, вынуждая их перемещаться во внешний контейнер, а не распространяться по всему мозгу, «прорывным устройством».
Названное «Опухолевым монорельсом» устройство может имитировать физические свойства мозгового белого вещества, чтобы побудить агрессивные опухоли мигрировать к внешней части мозга, где они могут быть собраны и удалены. Цель инструмента – не уничтожить опухоль, а остановить ее распространение, превратив болезнь из смертного приговора в управляемое заболевание.
Указание прорывных свойств устройства специалистами FDA направлено на ускорение его разработки. Хоть это и не означает, что инструмент был одобрен для клинического использования, однако партнерство с Управлением может значительно ускорить его создание, оценку и проверку.
Опухолевый монорельс впервые попал в заголовки газет в 2014 году как часть предварительного исследования, опубликованного в журнале Nature Materials. Оно было возглавлено учеными из Университета Джорджии и Университета Эмори, которые показали эффективность концепции, проведя соответствующие опыты на крысах. Прототип устройства успешно сыграл роль «крысолова» по отношению к клеткам глиобластомы, побуждая их мигрировать в хранилище, заполненное токсичным гелем. В результате распространение опухоли замедлилось, и она сократилась более чем на 90 процентов.
«Это была первая демонстрация того, что мы можем вызвать искусственную миграцию внутри тела и разработать необходимый нам маршрут для опухоли. Мы также показали, что можем направить опухоль прямиком в лекарство, которое в случае попадания в мозг вполне может убить ценные клетки», – отметил Рави Белламконда, декан факультета инженерии имени Пратта в Университете Дьюка.
Принцип работы устройства заключается в имитировании физических структур белого вещества мозга и его размещении в узком отверстии, соединяющем левое и правое полушарие – распространенный путь роста для глиобластомы. Там нет химических веществ или ферментов, зато существует большое разнообразие материалов, из которых может быть создано устройство.
«Устройство монорельсовой опухоли – это настоящая революция в лечении опухолей головного мозга. Существует множество опухолей, которые считаются неоперабельными из-за их локализации или слабости пациента. Этот инструмент дает врачам возможность хирургического лечения подобных опухолей с минимальными рисками», – сообщает Барун Брахма, нейрохирург из Детского здравоохранительного учреждения Атланты, который с самого начала был членом исследовательской группы.
Научная команда успела уже несколько раз воспроизвести эксперимент на крысах. Она также занималась расширением и переработкой устройства для потенциального использования на людях.
Поскольку сам материал не так важен, как его физическая структура, исследователи изменили его, чтобы он смог прослужить максимально долго и хорошо переносился человеческим телом. В своей нынешней итерации устройство напоминает длинную тонкую катетерную трубку с небольшим резервуаром на конце, который расположен на верхней части черепа под кожей головы. Специалисты также перестали использовать токсичный гель в резервуаре, чтобы упростить одобрение со стороны FDA.
«Важнее всего то, что мы контролируем распространение опухоли, то есть она перемещается в резервуар по нашему устройству, а не через здоровую мозговую ткань. Ядовитый гель внутри резервуара, скорее всего, играет лишь второстепенную роль, хотя дополнительные доклинические исследования помогут дать точный ответ на этот вопрос. Дело в том, что нейрохирург сможет в любой момент получить доступ к резервуару, чтобы опустошить его при необходимости. Поэтому нет смысла убивать опухоль прямо в контейнере», – заявил Нассир Мокаррам, научный сотрудник факультета биомедицинских исследований в Университете Дьюка и руководитель проекта.
В настоящее время исследователи работают над тем, чтобы доказать, что устройство безопасно для испытания на людях.
«Перед нами стоит задача доказать, что устройство не представляет опасности для пациентов-людей, что является чрезвычайно сложным процессом. Имея прямой доступ к рецензентам FDA, мы можем получить более эффективную и быструю обратную связь с ними», – добавил Мокаррам
С помощью FDA исследовательская группа надеется закрепить свои результаты в течение следующих нескольких недель, чтобы затем начать свое следующее исследование. Ученые надеются получить одобрение организации для испытания на людях к концу 2019 года.