Приоткрывая с помощью ультразвука клеточный барьер между кровью и мозгом, можно ввести в мозг лекарства, которые иначе в него просто не могли бы проникнуть.

Кровеносные сосуды мозга снабжены так называемым гематоэнцефалическим барьером (ГЭБ), который защищает мозг от разных неприятных сюрпризов. Во всём остальном теле кровь в капиллярах сравнительно свободно сообщается с тканевой жидкостью, заполняющей межклеточное пространство за пределами кровеносных сосудов. В капиллярных стенках есть просветы и отверстия, большие и малые молекулы легко выходят через них в тканевую жидкость и входят обратно в кровь. В сосудах мозга стенка выглядит иначе: клетки самих капилляров стоят в ней тесно друг к другу, а со стороны мозга их подпирают вспомогательные клетки нервной ткани. Некоторые малые молекулы спокойно диффундируют из крови в мозг, для других есть специальные насосы-переносчики, но в целом через ГЭБ пройти весьма сложно. Благодаря ему мозг хорошо защищён от биохимических пертурбаций, которые могут случиться с кровью, от опасных молекул, от патогенов. Конечно, есть инфекции, которые наловчились проникать в мозг, но не будь барьера, таких инфекций было бы намного больше.

(Фото: BUDDHI Kumar SHRESTHA / Unsplash.com) 

Однако бывает так, что болезнь начинается в самом мозге, и тогда гематоэнцефалический барьер становится проблемой — он попросту не пропускает в мозг лекарства. А такие болезни могут быть очень и очень серьёзными, например, болезнь Альцгеймера или злокачественная опухоль. Сейчас разрабатывают разные способы провести лекарство сквозь ГЭБ — так, его пытаются приоткрыть ультразвуком. Об этих экспериментах мы писали несколько лет назад: в кровь вводят газовые пузырьки, которые отзываются на внешний ультразвук, расшатывая контакты между барьерными клетками. Сами пузырьки слишком крошечные, чтобы они могли чему-то навредить; они свободно плавают даже по мельчайшим капиллярам, не закупоривая их. Метод с микропузырьками давно используют в некоторых вариантах ультразвуковой диагностики — с их помощью можно хорошо разглядеть кровеносные сосуды. В какой-то момент появилась идея, что пузырьки можно использовать и для лечения. Вибрируя и раздвигая плотные контакты клеток в ГЭБ, они создают в нём временные лазейки, сквозь которые в мозг могут пролезть какие-нибудь лечебные молекулы.

До поры до времени эксперименты с ультразвуковым приоткрыванием ГЭБа ставили на мышах, но вот сейчас в Lancet Oncology появилась статья о том, что такой метод работает и с людьми. В эксперименте участвовали семнадцать человек, которым предстояла операция по поводу глиобластомы — наиболее частой из опухолей мозга. Рядом с местом, откуда удаляли опухоль, в череп вживляли ультразвуковой имплантат. Затем на протяжении нескольких месяцев прооперированные проходили несколько сеансов ультразвуковой химиотерапии: им в кровь вводили раствор с микропузырьками и одновременно на пять минут включали ультразвуковой имплантат. Звук проникал на восемь сантиметров в мозг. Поскольку устройство ставили рядом с тем местом, где была опухоль, ультразвук должен был подействовать на сосуды лишь там, где могли остаться злокачественные клетки.

Затем пациентам вводили паклитаксел — один из наиболее популярных противораковых препаратов, который используют против самых разных опухолей. В мозг паклитаксел обычно не проникает, но благодаря ультразвуку он смог пройти через ГЭБ. В той зоне мозга, которую обрабатывали ультразвуком, уровень лекарства был в четыре раза выше, чем в соседних зонах, до которых ультразвук уже не доходил. В более ранних исследованиях на ту же тему говорилось, что ГЭБ после такого взлома остаётся открытым несколько часов, если вообще не сутки. Однако сейчас он закрывался у больных примерно в течение часа. Очевидно, что для мозга лучше, если гематоэнцефалический барьер закроется побыстрее после того, как он пропустил лекарство — вслед за лекарством в мозг из крови может проникнуть что-нибудь ненужное и опасное.

Пока что главный вывод состоит в том, что в мозг можно таким образом ввести противоопухолевый препарат. И скорее всего, так можно лечить не только глиобластому, но и другие виды рака мозга. Исследователи продолжают наблюдать за пациентами, которые участвовали в ультразвуковом эксперименте: все рассчитывают на то, что лекарство подействует и опухоль не вернётся, но в случае чего, против неё можно использовать и какой-нибудь другой препарат.