Ученые Саратовского национального исследовательского государственного университета (СГУ) им. Н. Г. Чернышевского нашли новый альтернативный неинвазивный метод улучшения эффективности доставки лекарственных препаратов к тканям опухолей мозга, в частности глиобластомы. Об этом свидетельствуют опыты на крысах.
Фото: yvette de wit / unsplash.com
Фото: yvette de wit / unsplash.com
30% всех известных заболеваний составляют патологии мозга. Это связано с тем, что гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) между кровеносной и центральной нервной системами, защищая мозг от вредных веществ, не позволяет проникать внутрь мозга лекарственным препаратам. Из-за особенностей функционирования барьера, состоящего из белков плотных контактов, фармакологическое лечение заболеваний мозга представляется чрезвычайно сложным и неэффективным. В современной науке приобретают актуальность неинвазивные, нефармакологические методы терапии.
Изучая процесс созревания ГЭБ у новорожденных грызунов и влияние стресса на трансформации в мозге, саратовские ученые первыми в мире выяснили, что громкая музыка способствует открытию защитного барьера в нормальных сосудах головного мозга и ускоряет лимфодренаж тканей. Воздействие рок-композиций в 100 децибел в течение двух часов увеличивало проницаемость ГЭБ у крыс на 30–40 минут. При этом прослушивание музыки не сопровождалось нарушением тканей мозга и его функций, органы слуха не повреждались, а барьер со временем полностью восстанавливался. У глухих же животных ГЭБ не открывался.
Эксперименты показали более высокую выживаемость среди крыс с глиобластомой в группе, которая подвергалась воздействию громкой музыки. Открытие гематоэнцефалического барьера приводит к лучшему распределению рекомендованного лекарственного препарата — бевацизумаба — в жидкостях мозга и среди здоровых сосудов, на которые распространяется опухоль. Звуковая волна при этом раздражает белки барьера, и они «прячутся» внутрь сосудов мозга. В этот момент лекарство попадает в мозг. Из-за связи органов слуха и сосудов мозга барьер открывается благодаря сосудистым реакциям на громкий звук, вызванный прослушиванием музыки.
«Главная проблема лечения онкологических заболеваний — миграция опухолевых клеток по здоровым сосудам, где гематоэнцефалический барьер еще закрыт. Во время операции хирург не видит, куда опухоль “убежала”. При удалении опухоли в 85% случаев через два года пациент возвращается с той же патологией по краю удаленной опухоли. Чтобы проводить эффективное лечение, нужны методы, которые позволили бы лекарственному препарату попасть именно туда, куда опухоль мигрировала и где она еще не видна. Преимущество использования в терапии громкой музыки в том, что она открывает барьер везде и лекарство может свободно проникнуть в уязвимые для диагностики места миграции опухоли»,— пояснила заведующая кафедрой физиологии человека и животных биологического факультета СГУ О. В. Семячкина-Глушковская.
Научное открытие стало возможным благодаря использованию супермультифотонного микроскопа, приобретенного для лаборатории СГУ «Умный сон», созданной при поддержке правительственного мегагранта «Лимфасон».
Ученые показали, что прослушивание громкой музыки на фоне приема препарата бевацизумаба повышает его терапевтические свойства за счет попадания в недоступные до этого зоны прорастания опухоли мозга. Благодаря такой музыкальной терапии опухоль останавливается в развитии, что повышает выживаемость организма и дает шансы на излечение с применением дополнительного лечения.
Исследование подготовлено в сотрудничестве с учеными Пущинского государственного естественно-научного института, ООО «ЛИНЭРС», Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов Российской академии наук, Саратовского государственного медицинского университета им. В. И. Разумовского и иностранными специалистами. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Oncology.
Направление, в рамках которого проводится это исследование, является частью стратегического проекта «Технологии персонализированной медицины» программы развития университета в рамках федеральной программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» национального проекта «Наука и университеты».
Национальный проект «Наука и университеты» направлен на привлечение талантливой молодежи в науку, повышение вовлеченности профессионального сообщества в эффективное решение стратегически важных вопросов в научной сфере, а также формирование у граждан страны полного представления о прорывных достижениях российской науки при взаимодействии государства, научного сообщества и бизнеса.
Сейчас ученые планируют продолжить изучение влияния музыки на гематоэнцефалический барьер при доставке препаратов для борьбы с болезнями Паркинсона и Альцгеймера.