Клинические исследования показывают, что фокусированный ультразвук в сочетании с химиотерапией повышает выживаемость пациентов с раком головного мозга

Пациенты с самой смертоносной формой рака головного мозга, глиобластомой, которые получали фокусированное ультразвуковое исследование под контролем МРТ в сочетании со стандартной химиотерапией, имели почти 40%-ное увеличение общей выживаемости в знаковом исследовании с участием 34 пациентов, проведенном исследователями Медицинской школы Университета Мэриленда (UMSOM).

Впервые исследователи продемонстрировали потенциальную выгоду для выживания от использования сфокусированного ультразвука для открытия гематоэнцефалического барьера и улучшения доставки химиотерапии к месту опухоли у пациентов с раком головного мозга после операции.

«Наши результаты очень обнадеживают. Использование сфокусированного ультразвука для открытия гематоэнцефалического барьера и проведения химиотерапии может значительно увеличить выживаемость пациентов, что другие текущие исследования стремятся подтвердить и расширить», — сказал руководитель исследования Грэм Вудворт, доктор медицинских наук, профессор и заведующий кафедрой нейрохирургии в UMSOM и главный нейрохирург Медицинского центра Университета Мэриленда (UMMC).

Дизайн исследования и основные выводы

Результаты этого сравнительного исследования безопасности, осуществимости и сравнительного исследования включали пациентов с глиобластомой, которым перед химиотерапией давали сфокусированный ультразвук, чтобы открыть гематоэнцефалический барьер; они были сопоставлены с тщательно отобранной контрольной группой из 185 пациентов с глиобластомой со схожими характеристиками, которые получали стандартную дозу химиотерапевтического препарата темозоломид без проведения фокусированного ультразвука.

Участникам исследования первоначально была проведена операция по удалению опухоли головного мозга, затем последовали шесть недель химиотерапии и лучевой терапии, а также до шести месяцев лечения фокусированным ультразвуком плюс темозоломид.

Результаты опубликованы в журнале Ланцет онкология и показывают, что у участников исследования была медиана выживаемости без прогрессирования почти 14 месяцев по сравнению с восемью месяцами в контрольной группе. Что касается общей выживаемости, участники исследования в среднем жили более 30 месяцев по сравнению с 19 месяцами в контрольной группе.

Предыстория и история исследований

Исследование основано на более чем десятилетних интенсивных исследованиях по проверке безопасности и возможности открытия гематоэнцефалического барьера с помощью фокусированного ультразвука сначала на животных, а затем на пациентах. Его возглавил доктор Вудворт, и оно проводилось в УГМК и четырех других клинических центрах, связанных с Университетом Торонто, Гарвардским университетом, Университетом Вирджинии и Университетом Западной Вирджинии.

«Мы также продемонстрировали, что это может быть полезным методом, который позволяет нам лучше наблюдать за пациентами, чтобы определить, прогрессирует ли у них рак головного мозга», — сказал доктор Вудворт, который также является директором программы по опухолям головного мозга в Комплексном онкологическом центре Марлен и Стюарта Гринбаума (UMGCCC) Университета Мэриленда.

Он и его команда продемонстрировали, что открытие гематоэнцефалического барьера облегчает использование «жидкой биопсии» — анализа крови, позволяющего обнаружить биомаркеры рака, которые могут включать фрагменты ДНК, белки и другие компоненты из жидкой среды, окружающей место опухоли.

Такие биомаркеры использовались при других видах рака, чтобы определить, осталась ли опухоль стабильной или имеет ли потенциал прогрессировать или даже метастазировать. Однако до сих пор эти тесты не применялись у пациентов с раком головного мозга, поскольку большинство компонентов никогда не могут попасть в кровоток из мозга из-за гематоэнцефалического барьера.

«Было обнаружено, что эти жидкие биомаркеры тесно согласуются с результатами пациентов с течением времени, выживаемостью без прогрессирования и общей выживаемостью», — сказал доктор Вудворт.

Хотя темозоломид является стандартным методом лечения глиобластомы, препарат обычно блокируется гематоэнцефалическим барьером, причем исследования показывают, что менее 20% препарата достигает мозга пациентов.

Это исследование не определило точное количество темозоломида, которое достигнет мозга у каждого пациента, но более ранние исследования показали, что открытие гематоэнцефалического барьера перед проведением химиотерапии может значительно увеличить количество темозоломида, попадающее в исходный участок опухоли.

Понимание глиобластомы и барьеров в лечении

Глиобластома — наиболее распространенный и самый смертоносный тип злокачественной опухоли головного мозга. Пятилетняя выживаемость составляет всего 5,5%, а пациенты живут в среднем от 14 до 16 месяцев после постановки диагноза при лечении хирургическим вмешательством, лучевой и химиотерапией, когда это необходимо. Злокачественное новообразование почти всегда рецидивирует даже после его удаления из-за остаточных инфильтрирующих раковых клеток, которые остаются после лечения.

Гематоэнцефалический барьер — это специализированная сеть сосудистых и мозговых клеток, которая действует как система безопасности мозга и защищает его от вторжения опасных токсинов и микробов. Его можно временно открыть с помощью специального устройства для фокусированного ультразвука. Этот процесс начинается с введения микроскопических пузырьков, наполненных инертным газом, в кровоток пациента. Под контролем МРТ воздействуют на определенные области мозга, пока циркулируют введенные микропузырьки.

«При возбуждении ультразвуковыми волнами низкой интенсивности микропузырьки колеблются внутри энергетического поля, вызывая временные механические возмущения в стенках кровеносных сосудов головного мозга», — сказал Павлос Анастасиадис, доктор философии, доцент кафедры нейрохирургии в UMSOM, эксперт в области ультразвуковой биофизики.

Предыдущие исследования и будущие направления

Предыдущие исследования, проведенные доктором Вудвортом и соавторами этого исследования, показали, что временное открытие гематоэнцефалического барьера может быть безопасно и осуществимо у пациентов с опухолью головного мозга. Он и его команда провели эту процедуру в первый пациент с раком мозга в США в 2018 году в УГМК после того, как Управление по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) одобрило первое клиническое исследование.

«Результаты доктора Вудворта очень интересны и являются значительным шагом вперед в этой области», — сказал Таофик К. Овоникоко, доктор медицинских наук, исполнительный директор UMGCCC.

«У пациентов с глиобластомой было мало эффективных вариантов лечения, и UMGCCC гордится тем, что находится в авангарде усилий, направленных на то, чтобы принести надежду этим пациентам и их семьям».

В будущих испытаниях можно будет использовать сфокусированный ультразвук наряду с другими химиотерапевтическими агентами для проверки эффективности лекарств, которые никогда не использовались при раке мозга из-за их неэффективности при пересечении гематоэнцефалического барьера.

«Это новаторское исследование предоставило потенциально новую прогностическую и терапевтическую парадигму для 15 000 американцев, у которых каждый год диагностируется эта смертельная форма рака мозга», — сказал декан UMSOM Марк Т. Гладвин, доктор медицинских наук, заслуженный профессор Джона З. и Акико К. Бауэрс и вице-президент по медицинским вопросам Университета Мэриленда в Балтиморе.

«Выброс биомаркеров в кровоток предлагает новый метод простого и рутинного мониторинга областей мозга без необходимости инвазивной биопсии. Возможность открытия гематоэнцефалического барьера может также положить начало тестированию новых терапевтических средств, чтобы увидеть, предлагают ли они дополнительные преимущества для продления жизни».

«Для тысяч людей, которые каждый год получают этот разрушительный диагноз, значение этого достижения невозможно переоценить», – сказал Берт У. О’Мэлли, доктор медицинских наук, президент и генеральный директор УГМК.

«Успех этого исследования дает новый импульс и еще больше ускоряет исследование таргетной терапии глиобластомы и других видов рака головного мозга. Для этих семей появилась новая надежда».

Доктор Вудворт также является соруководителем более крупного диагностического исследования с использованием ультразвукового исследования у пациентов с глиобластомой под названием LIBERATE (NCT05383872) в партнерстве с ReFOCUSED (Исследовательский консорциум по доставке и диагностике лекарств с использованием транскраниального фокусированного ультразвука).

ReFOCUSED — это растущая группа исследователей из более чем 20 центров Северной Америки, цель которых — использовать новые возможности, предлагаемые фокусированным ультразвуком под контролем МРТ, для улучшения клинических результатов заболеваний головного мозга. В настоящее время набор в исследование LIBERATE закрыт.