Человеческий мозг обладает замечательными способностями, в том числе способностью блокировать попадание противораковых препаратов в раковые клетки мозга.
Самым большим препятствием при лечении рака, распространившегося на мозг, является гематоэнцефалический барьер, естественный защитный механизм мозга, представляющий собой совокупность кровеносных сосудов, которые могут фильтровать то, что входит в мозг и выходит из него.
Ученые из Университета Пердью представили первую всестороннюю характеристику барьеров кровь-мозг и кровь-опухоль при метастазах рака легких в мозг, что послужит дорожной картой для разработки методов лечения. Работа недавно была опубликована в Oncotarget.
Исследованием руководила доцент кафедры ветеринарной анатомической патологии Тиффани Лайл, чья работа сосредоточена на патологии гематоэнцефалического барьера. Как главный исследователь Лаборатории сравнительного анализа гематоэнцефалического барьера, она и ее команда сотрудничали с учеными из Purdue и онкологического центра Саймона Университета Индианы.
"Метастазы в головной мозг чаще всего возникают у пациентов с диагнозом рака груди, легких и меланомы," Лайл сказал. "Эти метастазы имеют ужасную выживаемость, в основном потому, что лекарства так трудно попасть в ткани мозга из-за гематоэнцефалического барьера."
Метастазы в головной мозг или вторичные опухоли головного мозга возникают, когда раковые клетки распространяются из исходного места в мозг. По данным клиники Майо, это происходит у 10-30% взрослых, больных раком.
Когда раковые клетки проникают в мозг, гематоэнцефалический барьер переходит в гематоэнцефалический барьер, и этот переход по-прежнему является препятствием для эффективной доставки лекарств в мозг. Лайл сказал, что до сих пор формирование гемато-опухолевого барьера при раке легких было недостаточно охарактеризовано.
"Мы хотели увидеть, какие изменения гематоэнцефалического барьера происходят быстро, а какие сохраняются с течением времени," Лайл сказал. "Выявление этих изменений и точное определение того, когда они происходят во время перехода, будет иметь решающее значение для разработки планов лечения и возможности определить, где и когда необходимо нацелить раковые клетки."
Барьеры кровь-мозг и кровь-опухоль были проанализированы на животных моделях с немелкоклеточными раковыми клетками и иммунофлуоресцентной визуализацией. Исследователи также подтвердили свои выводы, изучив гемато-опухолевый барьер метастазов головного мозга в посмертных тканях человека.
Ученые заметили, что одно из устойчивых изменений во время перехода от гематоэнцефалического барьера к гематоэнцефалическому барьеру было в одном из крупнейших типов клеток головного мозга, который выполняет множество функций. Эти клетки известны как астроциты. Лайл сказал, что одно только открытие будет иметь ключевое значение, когда дело доходит до разработки лечения в будущем.
"Выявление того, когда это изменение происходит во время перехода, имеет решающее значение, потому что оно говорит нам, когда и где сосудистая сеть мозга препятствует эффективной доставке лекарств," Лайл сказал.
Лайл также возглавляет лабораторию сравнительного анализа гематоэнцефалического барьера в Purdue и уже сотрудничает с Юн Ё, профессором кафедры промышленной и физической фармации, над улучшением доставки лекарств. По словам Лайл, способность действительно направлять противораковые препараты на пораженные ткани может улучшить качество жизни пациентов.
"Цель нашего исследования – внести значительный вклад в развивающуюся область персонализированной медицины и дать пациентам, получившим разрушительный диагноз, чувство надежды на возможности лечения," Лайл сказал.