Существенным препятствием для лечения рака мозга является не рак, а сам мозг.

Гематоэнцефалический барьер является важным аспектом кровеносных сосудов головного мозга, который предотвращает проникновение ядов, вирусов и бактерий в кровь в мозг, но он непреднамеренно блокирует большинство терапевтических веществ.

Наночастицы, сфокусированный ультразвук, умная химия и другие инновационные идеи пытаются преодолеть барьер и обеспечить лечение мозга. Теперь нейрохирурги из Колумбийского университета и Нью-Йоркского пресвитерианского университета используют более прямой подход: полностью имплантируемая помпа, которая непрерывно доставляет химиотерапию через трубку, вставленную непосредственно в мозг.

Новое исследование, впервые испытавшее имплантируемую насосную систему на пациентах с раком головного мозга, показало, что новый подход эффективно убивает клетки опухоли головного мозга и предлагает безопасный способ лечения пациентов с раком головного мозга. Результаты исследования фазы 1 с участием пяти пациентов с рецидивирующей глиобластомой были опубликованы в ноябрьском номере журнала The Lancet Oncology.

«Этот новый подход может трансформировать лечение пациентов с раком головного мозга, у которых перспективы выживания остаются очень плохими, хотя необходимы дополнительные исследования у пациентов с опухолями на более ранних стадиях и с различными типами химиотерапии», — говорит Джеффри Брюс, доктор медицинских наук. Эдгар М. Хауспиан, профессор нейрохирургических исследований Колледжа врачей и хирургов Колумбийского университета имени Вагелоса, нейрохирург Медицинского центра Ирвинга Нью-Йоркского Пресвитерианского/Колумбийского университета и старший автор исследования.

Рак мозга не поддается лечению

Пациентов с раком головного мозга сначала лечат хирургическим путем, чтобы удалить как можно больше опухоли, а затем проводят лучевую и химиотерапию.

Теоретически врачи могли бы давать пациентам более высокие дозы химиотерапии — в таблетках или внутривенно — чтобы преодолеть гематоэнцефалический барьер и получить больше химиопрепаратов в мозг. Но в более высоких дозах лекарства вызывают слишком много побочных эффектов в других частях тела, и пациенты их не переносят.

В результате количество химиотерапии, которое можно безопасно назначать пациентам с опухолями головного мозга, неизменно неэффективно.

«Опухоли неизбежно вырастают снова», — говорит Брюс, который также является директором Лаборатории исследования опухолей головного мозга Бартоли в Колледже врачей и хирургов Колумбийского университета имени Вагелоса. «И когда они снова вырастают, для них не существует проверенного лечения».

Медиана выживаемости пациентов, перенесших лечение глиобластомы, составляет немногим более 12 месяцев. Как только опухоли пациентов возвращаются, их прогноз обычно составляет всего около четырех или пяти месяцев.

Новая система преодолевает барьер мозга

В течение последнего десятилетия Брюс и его команда работали над насосом под давлением, чтобы обойти гематоэнцефалический барьер и направить химиотерапию в область мозга, где расположена опухоль.

Но ранние прототипы, которые включали внешний насос, прикрепленный к катетеру, вставленному через череп, допускали только однократное лечение, ограниченное несколькими днями, прежде чем возникал риск заражения. Пациентам также приходилось оставаться в больнице, пока они были подключены к насосу.

Чтобы преодолеть это ограничение, команда Брюса разработала новый прототип, который не имеет внешних частей и может оставаться на месте столько времени, сколько потребуется. Небольшая помпа хирургическим путем имплантируется в брюшную полость и соединяется с тонким гибким катетером, продетым под кожу. Стереотаксическая визуализация направляет хирургическое размещение катетера точно в той области мозга, где расположены опухоль и любые остаточные раковые клетки.

«Если вводить лекарство очень медленно, буквально по несколько капель в час, оно проникает в ткань мозга», — говорит Брюс, который впервые широко протестировал метод на животных моделях. «Концентрация лекарства, которая попадает в мозг, в 1000 раз выше, чем любая, которую вы, вероятно, получите при внутривенном или пероральном введении».

Подобные имплантируемые помпы доступны для доставки обезболивающих в спинной мозг и могут оставаться на месте в течение многих лет. Насос можно наполнить или опорожнить с помощью иглы. Беспроводная технология используется для включения и выключения насоса и управления скоростью потока, гарантируя, что лекарство медленно просачивается и насыщает опухоль, не вытекая вокруг катетера.

«Большинство лекарств были бы более эффективными, если бы их можно было давать в течение длительного времени без побочных эффектов», — говорит Брюс. «Насос может оставаться на месте в течение длительного периода времени, поэтому мы можем вводить более высокие дозы химиотерапии непосредственно в мозг, не вызывая побочных эффектов, которые мы получаем при пероральной или внутривенной химиотерапии».

Исследование демонстрирует безопасность и осуществимость имплантируемой помпы

В новом исследовании помпы были имплантированы пациентам с рецидивирующей глиобластомой и заполнены топотеканом, химиотерапевтическим препаратом, используемым для лечения рака легких, и гадолинием, отслеживающим агентом для отслеживания распределения препарата. (Предыдущие исследования в лаборатории Брюса показали, что локальная доставка топотекана, нацеленного на активно делящиеся клетки, может быть более эффективной, чем современные методы лечения глиобластомы.)

Пациенты прошли четыре курса лечения в течение одного месяца; каждую неделю насосы включались на два дня и выключались на пять дней. Пациенты занимались своими обычными делами дома, в то время как лечение продолжалось, капля за каплей.

«Пациенты ходили, разговаривали, ели — занимались всеми своими обычными повседневными делами. Они даже не знали, включена помпа или нет», — говорит Брюс.

Ни у одного из пациентов не было серьезных неврологических осложнений. МРТ-сканирование показало, что химиотерапия насытила область внутри и вокруг опухоли.

Хотя количество пациентов было слишком мало, чтобы определить общее преимущество в выживаемости, уникальный анализ биопсий до и после лечения под руководством Питера Канолла, доктора медицины, доктора философии, профессора патологии и клеточной биологии Колумбийского университета, директора невропатолог из Медицинского центра Ирвинга Нью-Йорка-Пресвитерианского/Колумбийского университета и старший автор исследования показали, что химиотерапия работает: количество активно делящихся опухолевых клеток значительно уменьшилось, в то время как нормальные клетки мозга не пострадали.

Ориентированный на пациента подход к лечению рака головного мозга

Планируются новые исследования, чтобы определить, безопасно ли лечение для пациентов с недавно диагностированной глиобластомой и может ли оно улучшить выживаемость.

«Уже многое произошло, что усложнило лечение опухоли к тому времени, когда первоначальные методы лечения не сработали, поэтому мы думаем, что помпа будет работать еще лучше с недавно диагностированными пациентами», — говорит Брюс. «Этот подход даст нам возможность со временем изменить лечение и рассмотреть возможность использования других видов химиотерапии , которые не будут эффективны при системном введении, но могут быть гораздо более эффективными при доставке непосредственно в мозг».