Учёные из США создали трёхрежимную ультразвуковую систему, которая позволяет одновременно отслеживать рост глиобластомы, изменения кровеносных сосудов и активность мозга у бодрствующих мышей. Технология показала, как опухоль перестраивает окружающие ткани под собственные потребности. Результаты работы могут помочь понять, каким образом разрушить сформированное ею окружение.
Глиобластома относится к наиболее опасным опухолям мозга. Пятилетняя выживаемость при этом заболевании составляет лишь 5–7 процентов. Такие новообразования сложно лечить, поскольку они тесно взаимодействуют со здоровыми клетками и сосудами, используя важные функции мозга для собственного роста.
«Способность нашей платформы фиксировать все три аспекта прогрессирования опухоли у бодрствующих животных представляет собой важный шаг вперёд в изучении нейроонкологических процессов с пространственно-временной точностью и разработке улучшенных методов лечения», — пояснил инженер-химик Михаил Шапиро. По словам исследователей, прежние методы не позволяли в одном исследовании с сопоставимыми глубиной проникновения и пространственным разрешением одновременно наблюдать опухоль, сосудистую перестройку и изменения кровотока, связанные с активностью нейронов.
Чтобы сделать опухолевые клетки заметными на ультразвуковых изображениях, команда использовала свойства некоторых бактерий, способных вырабатывать газовые везикулы. Учёные внедрили в клетки человеческой глиобластомы бактериальные гены, отвечающие за образование таких пузырьков, а затем проверили разработанные клетки в гидрогелевом фантоме, имитирующем ткань. Пузырьки позволили выделить опухолевый материал на изображениях.
После этого сконструированные клетки имплантировали в левый таламус трёх мышей. На протяжении 11 дней животных неоднократно обследовали с помощью тримодальной ультразвуковой диагностики. Сканирование проводили в состоянии бодрствования: мыши могли свободно перемещаться по мягкой платформе, а их головы оставались зафиксированными в одном положении.
Наблюдения показали, что растущая опухоль смещала латеральное коленчатое тело, участвующее в обработке зрительной информации, и меняла расположение сосудов. Объём крови в окружающих тканях периодически увеличивался и уменьшался, тогда как кровоток внутри опухоли сохранял собственный ритм, не совпадавший с происходившими рядом изменениями. О разработке сообщает МК.